鉆孔雷達(dá)系統(tǒng)天線的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、鉆孔雷達(dá)天線作為一類新型的井中探測的方法，在探地雷達(dá)研究領(lǐng)域掀起了一股新熱潮。主要是因?yàn)殂@孔雷達(dá)天線相比于其他探地雷達(dá)天線具有能夠深入地層的優(yōu)點(diǎn)，又有較高分辨率。在鉆孔雷達(dá)系統(tǒng)中，通常以全向天線發(fā)射脈沖信號，定向天線接收被測的反射信號。
　　本文主要研究基于工作頻率較低的鉆孔雷達(dá)天線的模型設(shè)計(jì)，通過理論分析、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)測試來分析鉆孔雷達(dá)天線模型的性能，尋找適合頻率帶寬模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬測試。
　　本文設(shè)計(jì)了三種結(jié)構(gòu)的鉆孔雷

2、達(dá)天線模型:
　　第一種是由于鉆孔雷達(dá)系統(tǒng)中受井口的限制，采用了簡單半波對稱振子結(jié)構(gòu)的鉆孔雷達(dá)天線。簡單的半波振子天線的設(shè)計(jì)是由于工作頻帶的確定，從而得到天線工作的中心頻率，然后通過計(jì)算得出波長。仿真結(jié)果表明，當(dāng)振子長度一定時，半徑的變化對于在某一個固定頻點(diǎn)上的阻抗值變化還是挺大的，天線的頻率帶寬主要取決于振子的長度。
　　第二種模型是一種電阻分布加載的半波對稱振子天線，是將電阻加載于每兩節(jié)之間縫隙中。本文采用了等距和不等距

3、兩種加載電阻的方式。仿真結(jié)果表明，當(dāng)天線采用等距加載電阻時，天線的帶寬過;當(dāng)天線采用離散不均勻分布加載電阻后，對比于第一種模型，在保證天線具備良好的脈沖信號保真性的基礎(chǔ)上，雷達(dá)天線的帶寬增加。
　　第三種模型是在第二種模型的基礎(chǔ)上加載一種新穎的鐵氧體吸波材料的背腔，該材料是用來吸收或衰減自由空間入射來的電磁能量，使反射電波大大降低或完全消除。仿真結(jié)果表明，相比第二種模型，天線工作的頻帶由原來的160MHz-180MHz降低到100