[发明专利]一种用于探地雷达的低群时延双工器

说明书

本发明公开了提供一种用于探地雷达的双工器，包括：蚀刻于介质板前壁面上的宽脉冲线性相位微带滤波器、窄脉冲线性相位微带滤波器和T形结；介质板的后壁面上覆盖有一金属板。宽脉冲线性相位微带滤波器的前端与宽脉冲输入端口相连接，窄脉冲线性相位微带滤波器的前端与窄脉冲输入端口相连接；宽脉冲线性相位微带滤波器和窄脉冲线性相位微带滤波器的末端对应的与T形结的两个端部相连接，T形结的第三端部与输出端口相连接。该一种用于探地雷达的低群时延双工器为一种小型化的双工器，具有低损耗和较好时域响应。

技术领域

本发明属于隧道衬砌检测技术领域，具体涉及一种用于探地雷达的低群时延双工器。

背景技术

双工器是一个比较特殊的双向三端滤波器。双工器既要将接收信号发送到输出端，又要求两输入端各自完成其功能而不相互影响。双工器可以使信号共用通信设备，达到节省通信系统空间的目的，因此双工器一直都是研究热点，但传统的双工器只考虑了其频域响应，而在时域响应却具有较差的性能，无法适用于探地雷达。因此，用于探地雷达的具有较好时域响应的双工器的设计具有重要的研究意义。当探地雷达用于隧道衬砌检测时，使用一个宽脉冲信号和一个窄脉冲信号分别进行检测。使用宽脉冲信号可以达到更深的探测深度，使用窄脉冲信号可以达到更高的分辨率。用于探地雷达的双工器不仅要考虑宽脉冲信号和窄脉冲信号之间的隔离度，同时还要考虑输出信号的时域响应：1.输出响应应该与输入响应有较高的互信息，即相似程度，易于雷达识别返回信号；2.输出信号应该尽量损失掉较少的能量，易于雷达识别返回信号；3.输出的脉冲响应信号应该具有较短的拖尾，防止与其他时间产生的响应信号重叠，给双工器的设计带来了困难。同时，由于探地雷达对于探地深度的要求，脉冲信号的频率较低，若使用低损耗的分布电路必导致很大的物理尺寸，所以用于探地雷达的双工器的小型化也是设计难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于探地雷达的双工器，为一种小型化的双工器，具有低损耗和较好时域响应。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种用于探地雷达的低群时延双工器，其特征在于，包括：蚀刻于介质板前壁面上的宽脉冲线性相位微带滤波器、窄脉冲线性相位微带滤波器和T形结；介质板的后壁面上覆盖有一金属板；

宽脉冲线性相位微带滤波器的前端与宽脉冲输入端口相连接，窄脉冲线性相位微带滤波器的前端与窄脉冲输入端口相连接；

宽脉冲线性相位微带滤波器和T形结的第一信号输入端相连接，窄脉冲线性相位微带滤波器和T形结的第二信号输入端相连接，T形结的输出端与双工器的信号输出端口相连接；

窄脉冲线性相位微带滤波器包括：

蚀刻于介质板前壁面上的第一水平传输线、弯折的细传输线、垂直细传输线、第四水平传输线、集总电容C1和集总电容C2；第一水平传输线、弯折的细传输线、垂直细传输线和第四水平传输线均为金属线；

第一水平传输线的前端与窄脉冲输入端口相连接，末端与集总电容C1的一端相连接，末端还与弯折的细传输线相连接，且第一水平传输线和集总电容C1在同一直线上，第一水平传输线和弯折的细传输线的端部垂直连接；

集总电容C1的另一端与第四水平传输线的一端相连接，第四水平传输线的另一端与集总电容C2的一端相连接；垂直细传输线垂直连接于第四水平传输线。

进一步地，该弯折的细传输线包括与第一水平传输线垂直连接的第一竖直段，与第一竖直段的另一端部相连接的第一水平段，与第一水平段的另一端部垂直连接的第二竖直段，与第二竖直段的另一端部相连接的第二水平段，与第二水平段的另一端部垂直连接的第三竖直段；两个相连接段的连接处均为圆弧过度；其中第一水平段和第二水平段的朝向相一致。

进一步地，该第二水平传输线、第三水平传输线、集总电容C3、集总电容C4、集总电容C5、集总电感L3和集总电感L4；第二水平传输线、第三水平传输线、集总电感L3和集总电感L4在同一直线上；