超宽带探地雷达天线的研究与设计

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1、４击种故＊葦ＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＫＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ．ｍ一：＇＂＇＇＇＇二ｒ＂一，；＇＇；：：；窜瀑鑽雜變義繁藥祭義０繞黨賴鑛魏＇＾？獲：當嫌葛參堯谋讀縣？讓察讀攀葉戀議Ｙ沒卖黏解纖幕离該Ｉ器絕蔡１群宾變囊雜■．，：；屬论文题目超宽带探地雷达天线的妍堯与设计学科专业等离子体物理学号２０１３２１０４０１０８作者姓名张建伟指导教师

2、谢扩军高级工程师－－－＞：■．憲議議議ｉｉｌｉ？ｌｌｉｌｉｉｉｉｉｌｉ誦麵屬議圓分类号密级注1UDC学位论文超宽带探地雷达天线的研究与设计（题名和副题名）张建伟（作者姓名）指导教师谢扩军高级工程师电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业等离子体物理提交论文日期2016.04论文答辩日期2016.05学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。TheResearchandDesignofUltra-widebandGroun

3、dPenetratingRadarAntennaAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:PlasmaPhysicsAuthor:JianWeiZhangSupervisor:KuojunXieSchool:SchoolofPhysicalElectronics独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经

4、发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表巧谢意。：作者签名：曰期年．＞月曰｜＞论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学

5、位论文在解密后应遵守此规定）：作者签名导师签名：．曰期：年＾月ｆ斧曰屋摘要摘要本文主要阐述了超宽带探地雷达系统中探地雷达天线的研究与设计。近年来随着探地雷达的发展，其在很多领域得到应用，可以检测地面情况、协助检测地下隧道情况以及探测地下的矿产资源。探地雷达是利用电磁波进行地下勘探的，探地雷达中收发天线的作用分别是发射和接收电磁波，通过分析处理接收的信号，能够获取地下环境的情况。所以在探地雷达系统中，天线对其尤为重要。本论文通过对超宽带探地雷达天线进行研究与设计，对探地雷达系统的发展有促进作用。论文首先对探地雷达的研究背景

6、以及研究出的探地雷达天线种类进行了介绍,然后对设计天线之前的理论知识进行了一定的介绍，这些基础知识能够对本论文中天线的设计有一个基本的指导。通过综合理论知识以及以前探地雷达天线设计的情况，设计了两种定向天线。对于脉冲信号馈电给天线的探地雷达，偶极子天线或单极子天线作为定向接收天线比较合适，所以本论文分别采用单极子和偶极子作为辐射单元，设计了两种接收天线。对于天线如何实现定向辐射以及探地雷达实现对地下环境的全方位探测，论文的解决方案是在天线的背部加弧形金属板，使天线具有定向性，然后利用加载介质的方法，缩小天线的尺寸。采用三个加金属射板的

7、定向天线环形排列同一水平面上的方案，实现探地雷达对地下的全方位探测。利用Wu-king加载、RC串联加载等方法，使天线的性能得到改善。借助CST电磁仿真软件对所设计的天线模型进行了优化，解决了天线因耦合严重造成天线辐射的时域波形失真的问题，最终确定了比较合适的模型。本论文通过对探地雷达天线的学习，设计了两种定向接收天线，相对于以往的探地雷达天线，本论文中的定向接收天线的尺寸小，拖尾抑制的好，改变了传统的单个定向天线的排列方式，让天线系统变得简单化并且小型化。关键词：超宽带，探地雷达，单极子，偶极子，环形排列IABSTRACTABSTR

8、ACTThispaperdescribesthedesignofultra-widebandgroundpenetratingradar(GPR)antennawhichisappliedtotheGPRsystem.I