[发明专利]地质探测雷达

说明书

本发明提供了一种地质探测雷达。其中，所述地质探测雷达包括：频率可重构天线模块，用于接收或发送各个频段的信号；其中，频率可重构天线模块的材质包括石墨烯材料。本发明通过可重构天线可以随环境的不同，动态地选择不同的工作模式，从而使一个天线实现了多个天线的功能。本发明能够有效解决电磁干扰及系统小型化问题，所采用为基于石墨烯材料的频率可重构天线，该天线的工作频率在特定的频带范围内具有连续可调的特性，其他辐射特性如远场方向图和极化方式保持不变。

技术领域

本发明涉及地质勘测技术领域，特别涉及一种地质探测雷达。

背景技术

地质探测雷达是一种地球物理探测仪器。地质探测雷达利用发射天线发射高频率宽频带的电磁波，接收天线接收来自介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度等信息。目前广泛应用于地质勘察、建设工程无损质量检测、地下管线检测等诸多的工程领域。

已有技术存在的缺点为：1)根据探测对象的不同需要选用不同频率的天线；2)天线体积大，尤其是低频天线体积巨大；3)无法实时自动记录测试位置及测试路径。

发明内容

本发明提供一种地质探测雷达，用以采用频率可重构天线，通过可重构天线可以随环境的不同，动态地选择不同的工作模式，从而使一个天线实现了多个天线的功能。能够有效解决电磁干扰及系统小型化问题。

根据本公开的一方面，提供了一种地质探测雷达，具体包括：频率可重构天线模块，用于接收或发送各个频段的信号；其中，频率可重构天线模块的材质包括石墨烯材料。

在一种可能的实现方式中，所述频率可重构天线模块包括基底、置于基底顶部的石墨烯层、近椭圆偶极子天线贴片和基底底部的薄硅片；其中，基底的材质包括二氧化硅。

在一种可能的实现方式中，所述近椭圆偶极子天线贴片呈由半椭圆和半圆组合而成的不规则状；其中，所述半椭圆的长轴为长度为90mm，短轴长度为50mm，半圆半径长度为50mm。

在一种可能的实现方式中，所述频率可重构天线模块还包括反射腔，用于为频率可重构天线模块定向辐射能量。

在一种可能的实现方式中，地质探测雷达还包括：定位定姿模块包括惯性导航、全球定位系统和陀螺仪；其中，全球定位系统用于提供坐标位置信息；惯性导航用于提供设备运行轨迹信息；陀螺仪用于提供地质探测雷达的姿态信息，所述姿态信息包括旋偏角度、俯仰角度和侧倾角度。

在一种可能的实现方式中，地质探测雷达还包括：

频率可重构天线模块包括接收天线和发送天线；

所述地质探测雷达还包括主控单元、发射机和接收机。

在一种可能的实现方式中，还包括：牵引模块，用于牵引所述地质探测雷达。

根据本公开实施例的地质探测雷达，通过可重构天线可以随环境的不同，动态地选择不同的工作模式，从而使一个天线实现了多个天线的功能。能够有效解决电磁干扰及系统小型化问题，所采用为基于石墨烯材料的频率可重构天线，该天线的工作频率在特定的频带范围内具有连续可调的特性，其他辐射特性如远场方向图和极化方式保持不变。通过在馈电系统中加入可变电抗，改变可变电抗的偏置电压，进而改变天线的谐振模式，实现天线的频率可重构。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明