[发明专利]雷达组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达组件，具体而言，涉及一种用于探地雷达系统的雷达组件。

背景技术

这种探地雷达(GPR)的一个应用是作为浅地层分析器用于诸如金矿井或铂矿井等矿井的地下使用。

GRP通过驱动天线的发射机向地面或岩石介质内发射电磁波的方式检测地面内或岩石内隐藏的物体。然后其通过用于向接收器提供电信号的天线收集在雷达方向上由地下物体反射回来的波。该接收器放大、处理并采样该电信号。

利用数字信号处理器对该采样信号进行数字化处理，以检测、识别并分类反射的物体。

很多GPR使用独立的发射天线元件和接收天线元件，但利用相同的天线来发射且接收信号的雷达也是常见的。

为了保证有效辐射到地面或岩石介质中并且使地表上的辐射最小化，要求天线元件靠近或接触地面或岩石。虽然喇叭天线已被用于探地雷达，但优选的天线元件是蝴蝶结偶极天线。

在现有的GPR中，通常使用的布置是将天线元件安装到直接放置在地面或岩石表面上的厚橡胶垫上。这样的天线组件可以有几公斤重。然后该天线组件被沿着表面拖动，以对被调查的位置进行线性扫描。橡胶垫起到了两个作用，即在保护天线元件的同时，橡胶相对高的介电常数提高了地面或岩石中的辐射效率。

然而，在天线组件和地面或岩石表面之间具有相当可观的摩擦力，拖着天线穿过表面需要费很大的努力。

利用独立的发射天线和接收天线，橡胶垫将通常呈现为方形以容纳两个天线，因此与仅具有一个天线元件的雷达的尺寸相比，其具有很大的覆盖区。大的覆盖区增大了天线和粗糙表面之间能够实现的间距，从而降低了在岩石内的辐射效率。

特别在深矿井中的地下应用中，由于矿井的有限的界限，操作者不得不在岩石表面上跪着移动，因此对于操作者而言，拖动重型雷达天线穿过矿井顶板是非常困难且耗费体力的。操作者必须施加相当大的力，不仅要支撑雷达，而且要保持雷达与岩石表面接触。天线组件和矿井表面之间不断的摩擦也可以引起橡胶表面的明显磨损，尤其在不平坦的岩石表面上。在对记录数据进行后续处理的情况下，天线的位置也必须是已知的，从而可以以固定的距离进行测量。为此，在进行扫描前，通常须在顶板表面上标记网格。

当第一名操作者拖动天线穿过矿井顶板表面时，可以要求第二名操作者告诉他何时进行测量。

一种可选的布置是将天线安装到低的轮式手推车上。这样的布置不是很适合如铂矿井和金矿井中经常遇到的粗糙表面，也不适合架空使用。

显然需要一种轻量的天线装置，适于利用最少的体力扫描头顶上空不平坦的岩石表面。

本发明提供了一种解决这个问题的雷达组件。

发明内容

根据一个示例性实施例，本发明提供一种雷达组件，包括：

中空鼓筒；

天线保持结构，所述天线保持结构位于所述中空鼓筒的内部，使得所述中空鼓筒能够绕着所述天线保持结构旋转；

天线，所述天线连接到所述天线保持结构并且位于所述中空鼓筒内部，使得所述中空鼓筒能够绕着所述天线旋转；

基架，所述天线保持结构连接到所述基架并且所述中空鼓筒通过至少一根轴连接到所述基架上，使得所述中空鼓筒能够绕着所述天线保持结构旋转，同时所述天线保持结构和所述天线保持静止；以及

手柄，所述手柄连接到所述基架，使得在使用时，用户可以引导所述天线朝向感兴趣的待辐射表面，然后可以将所述中空鼓筒滚过所述表面，同时保持所述天线在用户选择的取向上。

用于所述天线的匹配段元件也可以连接到所述天线保持结构。

优选地，包括雷达电子器件的印刷电路板也位于在所述中空鼓筒内部，从而所述中空鼓筒能够绕着所述印刷电路板旋转。

在一个示例中，所述中空鼓筒覆盖有橡胶。

优选地，所述天线保持结构通过悬架连接到所述基架。

优选地，用于所述雷达的开关控制器安装在所述手柄的底端或所述手柄的底端的附近，所述开关控制器定位在该位置便于用户能够开启或关闭所述雷达。

附图说明

图1是根据本发明的雷达组件；

图2是图1中天线组件的分解图；

图3示出了完整的天线组件；

图4示出了雷达组件的分解图；

图5示出了雷达组件的局部剖视图；

图6示出了完整的雷达组件；

图7示出了通过两个悬挂框架安装到基架上的雷达组件；以及

图8示出了天线的剖视图，其中示出了基本部件。

具体实施方式