一种地质成像雷达UWB天线单元组结构制造技术

本发明专利技术涉及地质雷达电子技术领域，具体为一种地质成像雷达UWB天线单元组结构，将第一天线单元和第二天线单元交叉后装配在安装底板上，并在第一天线单元和第二天线单元内分别设有曲线槽，便于分别装配同轴线内导体，且装配在第一天线单元和第二天线单元内的同轴线内导体分别上下错位设置，第一天线单元和第二天线单元内的同轴线内导体分别通过馈电端口装配在安装底板的TNC连接器上，两线交叉连接便于在较宽的工作频段上统一设计，具有端射辐射、工作频带宽、剖面低等特点，提高了天线频段的同时将结构小型化，比较适合作为地质成像雷达天线的设计方案；通过将两层覆铜介质板压接，并在两层介质板中间埋装内导体，从而达到小型化设计的效果。小型化设计的效果。小型化设计的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种地质成像雷达UWB天线单元组结构


[0001]本专利技术涉及地质雷达电子
，具体为一种地质成像雷达UWB天线单元组结构。

技术介绍

[0002]煤炭智能化开采是行业发展的必然方向，但由于缺乏有效的综采面内煤矸石分布等地质信息超前获取手段，待开采区域开采信息“不透明”，开采过程缺乏有效指导，造成真正自动化开采难以实现。近年来，虽然在工作面进行了包括记忆割煤、远程视频监控、红外热成像煤岩识别等手段在内的诸多智能化开采尝试，但这些技术都存在一定的局限性：记忆割煤只适用于煤层走向平缓、无断层的工作面，很难适应复杂的地质条件；远程视频监控利用视频与网络技术将采煤人员的视力拓展延伸，但实质上开采过程仍依赖于操作人员经验与主观判断，缺乏客观依据，而且还常常面临观察视角受限于摄像头位置、光照度低、煤尘干扰等问题；红外热成像煤岩识别手段依赖于滚筒与煤岩摩擦产生热度在红外成像上的差异，只能对滚筒调高进行即时、定性的指导。总体来说，目前工作面开采过程仍然主要依赖人为经验与判断，对开采人员来说，待开采区仍然是“不透明且存在不确定性”的，缺乏客观、科学的信息基础与开采指导。
[0003]地质成像雷达天线的性能将直接影响整个雷达系统的探测分辨率、定位精度以及目标识别水平。目前在商用的超宽带探地雷达上使用的天线都是由一组天线组成，针对不同的工作频段配有不同的天线模块，每种天线都有自己的优点和不足。天线的尺寸与工作频率的大小成反比，即工作频段越高，天线尺寸设计得越小。这样的天线设计存在两个方面的问题：
[0004](1)不能在一个较宽的工作频段上统一设计为一个天线；
[0005](2)当工作频段较低时，天线尺寸将会比较大，不适合在采煤机上安装。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在如何提高天线的低频辐射特性的同时降低天线尺寸的技术问题，本专利技术提供一种地质成像雷达UWB天线单元组结构。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0008]一种地质成像雷达UWB天线单元组结构，包括第一天线单元、第二天线单元和安装底板；所述第一天线单元和第二天线单元交叉连接并装配在安装底板上；第一天线单元沿底端至中部设有第一曲线槽，第一曲线槽内设有第一同轴线内导体；第二天线单元沿底端至中部设有第二曲线槽，第二曲线槽内设有第二同轴线内导体；所述第一同轴线内导体与第二同轴线内导体上下错位设置；所述安装底板上分别设有第一TNC连接器和第二TNC连接器；其中第一同轴线内导体的一端连接第一馈电端口，第一馈电端口装配在第一TNC连接器上；第二天线单元的一端连接第二馈电端口，第二馈电端口装配在第二TNC连接器上。
[0009]优选的，第一天线单元包括两组第一天线片和第一连接板；两组第一天线片的底
端与第一连接板呈一体结构，且两组第一天线片沿着第一连接板的中线对称设置，其中两组第一天线片之间存在间隙，；所述第一连接板沿底端一侧经其中一组第一天线片至另一组第一天线片侧开设第一曲线槽，所述第一同轴线内导体在第一曲线槽内设置。
[0010]进一步的，两组第一天线片的宽度大于第一连接板的宽度。
[0011]进一步的，第一连接板上设有第一谐振腔，第一连接板的底端朝下侧开设第一安装槽，用于与第二天线单元连接。
[0012]更进一步的，第二天线单元包括两组第二天线片和第二连接板；两组第二天线片的底端与第二连接板呈一体结构，且两组第二天线片沿着第二连接板的中线对称设置，其中两组第二天线片之间存在间隙，用于第一天线单元插入；所述第二连接板沿底端一侧经其中一组第二天线片至另一组第二天线片侧开设第二曲线槽，所述第二同轴线内导体在第二曲线槽内设置，所述第二连接板上设有第二谐振腔，第二连接板的靠近第二谐振腔侧开设第二安装槽，所述第二连接板与第一连接板通过第一安装槽插入第二安装槽内连接。
[0013]更进一步的，两组第二天线片的宽度大于第二连接板的宽度。
[0014]更进一步的，第一曲线槽在第一天线单元的高度高于第二曲线槽在第二天线单元。
[0015]更进一步的，第一同轴线内导体在第一曲线槽内套设有若干第一介质支撑件；第二同轴线内导体在第二曲线槽内套设有若干第二介质支撑件。
[0016]优选的，安装底板内设有第一T型安装块和第二T型安装块，所述第一天线单元的底端装配在第一T型安装块内，所述第二天线单元的底端装配在第二T型安装块内。
[0017]优选的，第一天线单元和第二天线单元相互垂直呈十字结构状。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0019]本专利技术提供了一种地质成像雷达UWB天线单元组结构，将第一天线单元和第二天线单元交叉后装配在安装底板上，并在第一天线单元和第二天线单元内分别设有曲线槽，便于分别装配同轴线内导体，且装配在第一天线单元和第二天线单元内的同轴线内导体分别上下错位设置，第一天线单元和第二天线单元内的同轴线内导体分别通过馈电端口装配在安装底板的TNC连接器上，两线交叉连接便于在较宽的工作频段上统一设计，具有端射辐射、工作频带宽、剖面低等特点，提高了天线频段的同时将结构小型化，比较适合作为地质成像雷达天线的设计方案；通过将两层覆铜介质板压接，并在两层介质板中间埋装内导体，从而达到小型化设计的效果，使用HFSS软件进行了仿真，可以在保证驻波和增益性能不变得前提下减小尺寸。
[0020]进一步的，第一天线单元和第二天线单元十字交叉，同轴线内导体跨接天线缝隙，可通过将其中一个槽线天线在结构上做适当的分解组合，装入另一个槽线天线，形成完整的十字交叉槽线天线。两个天线互相垂直，实现水平线极化、垂直线极化双极化的要求。
[0021]进一步的，天线单元穿过安装底板，在安装底板的下面，用两块等腰直角三角形安装块对天线单元进行支撑固定，以增加天线单元的牢固程度。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中地质成像雷达UWB天线单元组结构示意图；
[0023]图2为图1的仰视图；
[0024]图3为本专利技术中地质成像雷达UWB天线单元组十字交叉结构示意图；
[0025]图4为本专利技术中第一天线单元结构示意图；
[0026]图5为本专利技术中第二天线单元结构示意图。
[0027]图中：1
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第一天线单元；2
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第二天线单元；3
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第一同轴线内导体；4
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第一介质支撑件；5
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第一馈电端口；6
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第二馈电端口；7
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第二同轴线内导体；8
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第二介质支撑件；9
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安装底板；10
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第一T型安装块；11
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第二T型安装块；12
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第一TNC连接器；13
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第二TNC连接器；14
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第一谐振腔；15
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第一安装槽；16
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质成像雷达UWB天线单元组结构，其特征在于，包括第一天线单元(1)、第二天线单元(2)和安装底板(9)；所述第一天线单元(1)和第二天线单元(2)交叉连接并装配在安装底板(9)上；第一天线单元(1)沿底端至中部设有第一曲线槽，第一曲线槽内设有第一同轴线内导体(3)；第二天线单元(2)沿底端至中部设有第二曲线槽，第二曲线槽内设有第二同轴线内导体(7)；所述第一同轴线内导体(3)与第二同轴线内导体(7)上下错位设置；所述安装底板(9)上分别设有第一TNC连接器(12)和第二TNC连接器(13)；其中第一同轴线内导体(3)的一端连接第一馈电端口(5)，第一馈电端口(5)装配在第一TNC连接器(12)上；第二天线单元(2)的一端连接第二馈电端口(6)，第二馈电端口装配在第二TNC连接器(13)上。2.根据权利要求1所述的一种地质成像雷达UWB天线单元组结构，其特征在于，所述第一天线单元(1)包括两组第一天线片(16)和第一连接板(17)；两组第一天线片(16)的底端与第一连接板(17)呈一体结构，且两组第一天线片(16)沿着第一连接板(17)的中线对称设置，其中两组第一天线片(16)之间存在间隙，；所述第一连接板(17)沿底端一侧经其中一组第一天线片(16)至另一组第一天线片(16)侧开设第一曲线槽，所述第一同轴线内导体(3)在第一曲线槽内设置。3.根据权利要求2所述的一种地质成像雷达UWB天线单元组结构，其特征在于，两组第一天线片(16)的宽度大于第一连接板(17)的宽度。4.根据权利要求2所述的一种地质成像雷达UWB天线单元组结构，其特征在于，所述第一连接板(17)上设有第一谐振腔(14)，第一连接板(17)的底端朝下侧开设第一安装槽(15)，用于与第二天线单元(2)连接。5.根据权利要求4所述的一种地质成像雷达UWB天线单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭刚，管增伦，郑忠友，胡伊兰，朱磊，高晓成，徐凯，王立辉，王长久，王星，
申请(专利权)人：中煤陕西榆林能源化工有限公司中煤能源研究院有限责任公司中煤西安设计工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：