一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置的製作方法

2023-06-08 02:50:56 2

專利名稱：一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置。
背景技術：
探地雷達是利用超高頻脈衝電磁波穿透和反射特性探測地下介質或目標的一種電磁檢測設備，它可以在不破壞地表結構的情況下快速、簡便地對地下目標和結構進行無損探測，是當今各種地下目標非破壞性探測技術中最具應用前景和發展前途的方法之一，廣泛應用於城建、交通、地質、考古、國防等部門，目前主要用於(I)地下金屬或非金屬埋設物(例如管道，電纜線等)探測；(2)建築物(如橋梁，樓房)中鋼筋、電纜走向探測；(3)道路質量檢測包括路面質量，路面厚度及隱患等；(4)地質勘探，如巖層，空洞，斷層，地質結構，地下水，地下礦藏等；(5)古墓和古遺址探測；(6)江，河，湖泊的床面測繪及水下目標探測；
(7)冰層，凍土層厚度測量；(8)刑事偵察，如探測掩埋的兇器，屍體以及牆壁中埋設的竊聽器等；(9)軍事偵察，如軍械，地雷和地下軍事設施的探測等。探地雷達的工作中發射機通過發射天線發射高頻脈衝電磁波到被探測地表面，電磁波在穿越地下介質過程中，遇到不連續的介質(如金屬管線)時會發生電磁波的反射，並被接收天線接受，通過對接收機接手的回波信號的分析和處理，來確定不連續的介質的位置、走向和幾何尺寸等信息。但在探地雷達的實際應用中，雷達接收到的信號是十分複雜的多種信號的耦合，主要包括三部分:(I)來自於收發天線之間的直接耦合波和來自於地表面的反射波，二者合稱為直達波；(2)地下被測量目標產生的回波信號；(3)來自諸如調頻廣播、電視和通信系統等電磁信號的射頻幹擾(RFI)。直達波和射頻幹擾信號在時間上和頻率上有較強的非平穩性和隨機性，它們與探地雷達回波信號重疊，一方面在時域「淹沒」了地下目標的回波信號，另一方面在頻域「畸化」了目標回波的頻譜結構，這些影響給目標的檢測、識別和成像帶來困難。直達波和RFI的抑制是探地雷達工程應用中的重要一環。經對現有技術的文獻檢索發現，有許多文獻都提出該問題並進行了研究，如中國文獻名稱為「探地雷達記錄中幹擾波的識別」、「探地雷達幹擾波形的特徵分析」、「探地雷達回波信號預處理方法的研究與應用」及學位論文「探地雷達幹擾抑制及波速估計問題的研究」、「探地雷達抑制射頻幹擾技術研究」等，但縱觀這些技術文獻，所提出的研究和解決辦法都是在信號處理上採取相應的辦法，包括自適應波束形成和對消、時域參數估計和建模、頻域幹擾識別和陷波等，算法上主要採取自適窗中值濾波、頻域陷波、波形平均、突變點檢測、小波選通、隨機相位編碼、隨機等效採樣等，但這些方法的提出都是基於探地雷達接收機接收到的信號具有足夠的信噪比，但實際應用中如果現場存在很強的射頻幹擾會直接導致接收機飽和而無法正常工作。這些方法和算法對新型探地雷達的研製具有一定的指導意義，但無法解決已經定型和在實際中已經使用的探地雷達所遇到的困難。經對現有技術的文獻檢索發現，中國文獻名稱為「具有屏蔽腔和吸波材料的探地雷達天線的FDTD分析」，該文獻從天線設計的角度，採用三維時域有限差分法(FDTD)方法分析了屏蔽腔和吸收材料對其輻射特性的影響，其結果可為天線的設計和改進提供直觀的物理依據，但同樣無法解決已經定型和在實際中已經使用的探地雷達所遇到的困難。
實用新型內容為解決上述問題，本實用新型的目的在於提供一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其採用的凹槽設計，能夠適時調整屏蔽的範圍和方向，吸收板的吸波塗料和屏蔽吸收塗料不僅能夠有效吸收電磁雜波，而且能夠將電磁雜波轉化為熱能，有效避免屏蔽腔與接收天線之間的高頻振蕩。本實用新型為達到上述的目的，本實用新型採用如下技術方案:一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，包括支杆，所述支杆與支撐板相連，所述支撐板與吸收板相連；所述支杆上安裝有雷達天線。所述支杆上通過鎖緊扣固定安裝有卡環；所述支杆通過卡環與支撐板相連。所述卡環由兩個第一半圓環之間通過第一固定銷相連；所述鎖緊扣由兩個第二半圓環之間通過第二固定銷相連；所述2個第一半圓環分別與2個第二半圓環相連。所述卡環上開設有10條凹槽，且10條凹槽由外向內每相鄰兩條凹槽末端分別到卡環的圓心所形成的夾角為30°。所述支杆上安裝有10塊支撐板，且10塊支撐板分別與10塊吸收板相連；所述每兩塊吸收板之間均通過摺疊鉸鏈相連。所述吸收板採用鋁片製成，且鋁片內層塗覆有吸波塗料，鋁片外層塗覆有屏蔽吸收塗料。所述吸收板中鋁片的厚度為1mm。所述吸收板中吸波塗料、屏蔽吸收塗料均採用複合鐵氧體吸波塗料；所述複合鐵氧體吸波塗料採用生產廠家是泰州拓谷超細粉體材料有限公司其型號為TGS — L190的複合鐵氧體吸波塗料。所述吸收板採用圓心為30°的圓柱形結構。所述吸收板內壁與雷達天線之間的距離為20— 30cm。本實用新型的有益效果為:本實用新型提供一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其採用的凹槽設計，能夠適時調整屏蔽的範圍和方向，吸收板的吸波塗料和屏蔽吸收塗料不僅能夠有效吸收電磁雜波，而且能夠將電磁雜波轉化為熱能，有效避免屏蔽腔與接收天線之間的高頻振蕩，且其有優良的物理和耐環境性能，達到如下技術指標:(I)對電磁雜波吸收率高，能達到15-20dB，吸收帶寬10MHZ 10GHZ ; (2)在較寬的溫度範圍化學性能穩定；(3)耐老化及各種介質的腐蝕；(4)防火、防靜電。

圖1是實用新型的結構示意圖；圖2是圖1中卡環與鎖緊扣的放大結構示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1、圖2所示，本實施例提供的是一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，包括支杆2，所述支杆2與支撐板4相連，所述支撐板4與吸收板I相連；所述支杆2上安裝有雷達天線3。所述支杆2上通過鎖緊扣6固定安裝有卡環5 ;所述支杆2通過卡環5與支撐板4相連。所述卡環5由兩個第一半圓環51之間通過第一固定銷7相連；所述鎖緊扣6由兩個第二半圓環61之間通過第二固定銷9相連；所述2個第一半圓環51分別與2個第二半圓環61相連或一體製造而成。所述卡環5上開設有10條凹槽8，且10條凹槽8由外向內每相鄰兩條凹槽8末端分別到卡環5的圓心所形成的夾角為30°。所述吸收板I採用圓心為30°的圓柱形結構。所述凹槽8呈螺旋狀。所述支杆2上安裝有10塊支撐板4，且10塊支撐板4分別與10塊吸收板I相連；所述每兩塊吸收板I之間均通過摺疊鉸鏈相連，從而形成一個電磁屏蔽腔。吸收板I與支撐板4採用相同的材料製成。吸收板I的圓弧半徑和高度，根據所配用的探地雷達的幾何尺寸來確定，其原則是可以屏蔽探地雷達接收天線，雷達天線與屏蔽腔內壁間的距離25cm。通過控制射頻屏蔽一吸收板I的展開弧度大小，來調整屏蔽範圍；通過調整射頻屏蔽一吸收板I方位來選擇屏蔽方向。同時屏蔽腔在高度上留有總夠空間以滿足接收天線提升的需要。所述吸收板I採用鋁片製成，且鋁片內層塗覆有吸波塗料，鋁片外層塗覆有屏蔽吸收塗料。所述吸收板I中鋁片的厚度為1mm。所述吸收板I中吸波塗料、屏蔽吸收塗料均採用複合鐵氧體吸波塗料。所述複合鐵氧體吸波塗料採用生產廠家是泰州拓谷超細粉體材料有限公司其型號為TGS — L190的複合鐵氧體吸波塗料。金屬鋁對於電磁波屏蔽效果好，屏蔽吸收塗料能夠最強對於電磁波的屏蔽效果。吸波塗料能夠防止屏蔽腔與接收天線之間產生高頻振蕩，且使得屏蔽腔內部作用到屏蔽腔上的電磁波被吸收並轉換為熱能而消耗掉。塗料的要求是吸收帶寬、吸收率高、質量輕、環保、附著力好、性能穩定等，一般需要根據所要吸收的輻射帶寬進行選擇或定製。本實用新型針對lOMHz-lOGHz的射頻範圍，採用了價格低廉的複合鐵氧體吸波塗料，能量衰減達到15 20DdB。配用該裝置的探地雷達在工作過程中，如果附近存在較強的射頻電磁幹擾致使雷達「失聰」，則可打開吸收板1，對接收天線形成一個選擇性的屏蔽腔，調整吸收板I展開角度和方位，選擇具有最佳抑制效果的展開角度和方位，然後用鎖緊扣6鎖緊，使雷達天線3與吸收板I相對固定，然後再進行探測。本實施例所製造的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其採用的凹槽設計，能夠適時調整屏蔽的範圍和方向，吸收板的吸波塗料和屏蔽吸收塗料不僅能夠有效吸收電磁雜波，而且能夠將電磁雜波轉化為熱能，有效避免屏蔽腔與接收天線之間的高頻振蕩，且其有優良的物理和耐環境性能，達到如下技術指標:(1)對電磁雜波吸收率高，能達到15-20dB，吸收帶寬10MHZ 10GHZ ; (2)在較寬的溫度範圍化學性能穩定；(3)耐老化及各種介質的腐蝕；(4)防火、防靜電。
權利要求1.一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:包括支杆(2)，所述支杆(2)與支撐板(4)相連，所述支撐板(4)與吸收板(I)相連；所述支杆(2)上安裝有雷達天線(3)。
2.根據權利要求1所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述支杆(2)上通過鎖緊扣(6)固定安裝有卡環(5);所述支杆(2)通過卡環(5)與支撐板(4)相連。
3.根據權利要求2所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述卡環(5)由兩個第一半圓環(51)之間通過第一固定銷(7)相連；所述鎖緊扣(6)由兩個第二半圓環(61)之間通過第二固定銷(9)相連；所述2個第一半圓環(51)分別與2個第二半圓環(61)相連。
4.根據權利要求2所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述卡環(5)上開設有10條凹槽(8)，且10條凹槽(8)由外向內每相鄰兩條凹槽(8)末端分別到卡環(5)的圓心所形成的夾角為30°。
5.根據權利要求1所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述支杆(2)上安裝有10塊支撐板(4)，且10塊支撐板(4)分別與10塊吸收板(I)相連；所述每兩塊吸收板(I)之間均通過摺疊鉸鏈相連。
6.根據權利要求5所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述吸收板(I)採用鋁片製成，且鋁片內層塗覆有吸波塗料，鋁片外層塗覆有屏蔽吸收塗料。
7.根據權利要求5所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述吸收板(I)中鋁片的厚度為1mm。
8.根據權利要求5所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述吸收板(I)中吸波塗料、屏蔽吸收塗料均採用複合鐵氧體吸波塗料；所述複合鐵氧體吸波塗料採用型號為TGS — L190的複合鐵氧體吸波塗料。
9.根據權利要求5所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述吸收板(I)採用圓心為30°的圓柱形結構。
10.根據權利要求1所述的一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其特徵在於:所述吸收板(I)內壁與雷達天線(3)之間的距離為20— 30cm。
專利摘要本實用新型公開了一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，包括支杆，所述支杆與支撐板相連，所述支撐板與吸收板相連；所述支杆上安裝有雷達天線。本實用新型提供一種用於脈衝體制探地雷達的射頻幹擾抑制裝置，其採用的凹槽設計，能夠適時調整屏蔽的範圍和方向，吸收板的吸波塗料和屏蔽吸收塗料不僅能夠有效吸收電磁雜波，而且能夠將電磁雜波轉化為熱能，有效避免屏蔽腔與接收天線之間的高頻振蕩。
文檔編號G01S7/36GK202975318SQ20122067840
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月6日 優先權日2012年12月6日
發明者章燕卿, 宋元斌, 童國鋒, 俞越申, 黃春光, 周洋, 陳志剛, 梁侃, 陳 峰 申請人:紹興電力局, 國家電網公司