權(quán)利要求

1.用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，其特征在于，包括：探地雷達(dá)系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、可折疊殼體、電機(jī)、伸縮系統(tǒng)、卡扣和計(jì)算機(jī)，所述可折疊殼體包含固定部位和可折疊部位，所述固定部位為中空的殼體結(jié)構(gòu)，所述探地雷達(dá)系統(tǒng)包括多個(gè)雷達(dá)接收天線(xiàn)和雷達(dá)接收機(jī)，各所述雷達(dá)接收天線(xiàn)和所述雷達(dá)接收機(jī)連接，所述GPS系統(tǒng)包括GPS天線(xiàn)和GPS接收機(jī)，所述GPS天線(xiàn)和所述GPS接收機(jī)連接，所述GPS天線(xiàn)與各所述雷達(dá)接收天線(xiàn)等間距設(shè)置，所述GPS天線(xiàn)和所述雷達(dá)接收天線(xiàn)設(shè)置在所述伸縮系統(tǒng)上端，所述電機(jī)與所述伸縮系統(tǒng)連接，所述伸縮系統(tǒng)和電機(jī)位于所述可折疊部位上，所述伸縮系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)所述雷達(dá)接收天線(xiàn)和所述GPS天線(xiàn)的高度，所述卡扣用于在所述可折疊部位旋轉(zhuǎn)到與所述固定部位相同的水平面時(shí)固定所述可折疊部位，所述雷達(dá)接收機(jī)和所述GPS接收機(jī)分別與計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)用于接收探地雷達(dá)數(shù)據(jù)和GPS空間數(shù)據(jù)，所述雷達(dá)接收天線(xiàn)包括等邊多角殼體和接收天線(xiàn)單元，所述接收天線(xiàn)單元均位于所述等邊多角殼體的多個(gè)角上，各所述接收天線(xiàn)單元的高度位于同一水平面，所述等邊多角殼體所在平面平行于所述可折疊殼體的水平面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，其特征在于，各所述接收天線(xiàn)單元之間的直線(xiàn)距離為5-15cm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，其特征在于，所述GPS天線(xiàn)位于所述等邊多角殼體的中心位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，其特征在于，所述等邊多角殼體采用等邊三角殼體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，其特征在于，所述伸縮系統(tǒng)采用伸縮桿或者可升降平臺(tái)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，其特征在于，所述固定部位底部設(shè)置滾輪。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及探地雷達(dá)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)。

背景技術(shù)

探地雷達(dá)是一種探測(cè)地表下結(jié)構(gòu)或埋藏物的無(wú)損探測(cè)儀器，它通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)向地下發(fā)射高頻電磁波，通過(guò)接收天線(xiàn)接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)遇到存在典型差異的分界面時(shí)發(fā)生反射，根據(jù)接收到的電磁波的波形、振幅強(qiáng)度和時(shí)間的變化等特征推斷地下介質(zhì)的空間位置、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和埋藏深度。

天線(xiàn)作為探地雷達(dá)系統(tǒng)中的輻射和接收能量的關(guān)鍵部件，其輻射性能和端口特性直接影響探地雷達(dá)的探測(cè)精度。天線(xiàn)作為發(fā)射部件時(shí)，將雷達(dá)發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波，耦合到介質(zhì)；作為接收部件時(shí)，接收來(lái)自地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)目標(biāo)的散射電磁波并傳遞回雷達(dá)接收機(jī)的采樣系統(tǒng)。由于地表介質(zhì)的非均勻性和色散性，不同介質(zhì)的散射干擾、被探測(cè)目標(biāo)位置的不確定性以及深層目標(biāo)散射回波信號(hào)微弱等因素的影響，電磁波在地下傳播時(shí)會(huì)有不同程度的衰減，因此要求天線(xiàn)具有方向性好、超寬帶等特性，既要具有較廣的輻射范圍，又要具有一定的探測(cè)深度。然而，目前礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中常用的探地雷達(dá)天線(xiàn)裝置普遍存在探測(cè)距離短、檢測(cè)覆蓋性差、分辨率低和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題，難以滿(mǎn)足實(shí)際工程應(yīng)用的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，能夠增大探地雷達(dá)的橫向探測(cè)范圍和縱向探測(cè)深度，并提高垂直測(cè)向維度的分辨率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：

一種用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，包括：探地雷達(dá)系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、可折疊殼體、電機(jī)、伸縮系統(tǒng)、卡扣和計(jì)算機(jī)，所述可折疊殼體包含固定部位和可折疊部位，所述固定部位為中空的殼體結(jié)構(gòu)，所述探地雷達(dá)系統(tǒng)包括多個(gè)雷達(dá)接收天線(xiàn)和雷達(dá)接收機(jī)，各所述雷達(dá)收發(fā)天線(xiàn)和所述雷達(dá)接收機(jī)連接，所述GPS系統(tǒng)系統(tǒng)包括GPS天線(xiàn)和GPS接收機(jī)，所述GPS天線(xiàn)和所述GPS接收機(jī)連接，所述GPS天線(xiàn)與各所述雷達(dá)接收天線(xiàn)等間距設(shè)置，所述GPS天線(xiàn)和所述雷達(dá)接收天線(xiàn)設(shè)置在所述伸縮系統(tǒng)上端，所述電機(jī)與所述伸縮系統(tǒng)連接，所述伸縮系統(tǒng)和電機(jī)位于所述可折疊部位上，所述伸縮系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)所述雷達(dá)接收天線(xiàn)和所述GPS天線(xiàn)的高度，所述卡扣用于在所述可折疊部位旋轉(zhuǎn)到與所述固定部位相同的水平面時(shí)固定所述可折疊部位，所述雷達(dá)接收機(jī)和所述GPS接收機(jī)分別與計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)用于接收探地雷達(dá)數(shù)據(jù)和GPS空間數(shù)據(jù)，所述雷達(dá)接收天線(xiàn)包括等邊多角殼體和接收天線(xiàn)單元，所述接收天線(xiàn)單元均位于所述等邊多角殼體的多個(gè)角上，各所述接收天線(xiàn)單元的高度位于同一水平面，所述等邊多角殼體所在平面平行于所述可折疊殼體的水平面。

可選的，所述等邊多角殼體包括屏蔽層和保護(hù)層，所述保護(hù)層位于所述屏蔽層外部，所述保護(hù)層由所述硅膠和環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成。

可選的，各所述接收天線(xiàn)單元之間的直線(xiàn)距離為5-15cm。

可選的，所述GPS天線(xiàn)位于所述等邊多角殼體的中心位置。

可選的，所述等邊多角殼體采用等邊三角殼體。

可選的，所述伸縮系統(tǒng)采用伸縮桿或者可升降平臺(tái)。

可選的，所述固定部位底部設(shè)置滾輪。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施例，本實(shí)用新型公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型提供一種用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，包括探地雷達(dá)系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、可折疊殼體、電機(jī)、伸縮系統(tǒng)、卡扣和計(jì)算機(jī)，可折疊殼體包含固定部位和可折疊部位，固定部位為中空的殼體結(jié)構(gòu)，探地雷達(dá)系統(tǒng)包括多個(gè)雷達(dá)接收天線(xiàn)和雷達(dá)接收機(jī)，各雷達(dá)收發(fā)天線(xiàn)和雷達(dá)接收機(jī)連接，GPS系統(tǒng)系統(tǒng)包括GPS天線(xiàn)和GPS接收機(jī)，GPS天線(xiàn)和GPS接收機(jī)連接，GPS天線(xiàn)與各雷達(dá)接收天線(xiàn)等間距設(shè)置，GPS天線(xiàn)和雷達(dá)接收天線(xiàn)設(shè)置在伸縮系統(tǒng)上端，電機(jī)與伸縮系統(tǒng)連接，伸縮系統(tǒng)和電機(jī)位于可折疊部位上，伸縮系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)雷達(dá)接收天線(xiàn)和GPS天線(xiàn)的高度，卡扣用于在可折疊部位旋轉(zhuǎn)到與固定部位相同的水平面時(shí)固定可折疊部位，雷達(dá)接收機(jī)和GPS接收機(jī)分別與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)用于接收探地雷達(dá)數(shù)據(jù)和GPS空間數(shù)據(jù)，雷達(dá)接收天線(xiàn)包括等邊多角殼體和接收天線(xiàn)單元，接收天線(xiàn)單元均位于等邊多角殼體的多個(gè)角上，各接收天線(xiàn)單元的高度位于同一水平面，等邊多角殼體所在平面平行于可折疊殼體的水平面。本實(shí)用新型較高的陣列密度不但增加了雷達(dá)天線(xiàn)探測(cè)到目標(biāo)的概率，而且提高了最終的三維成像效果和數(shù)據(jù)質(zhì)量。因此，本實(shí)用新型提供的探地雷達(dá)天線(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)既能夠保證礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中探地雷達(dá)具有理想的探測(cè)深度和探測(cè)范圍，還能達(dá)到比常規(guī)探地雷達(dá)更高的探測(cè)精度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)組成結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)，能夠增大探地雷達(dá)的橫向探測(cè)范圍和縱向探測(cè)深度，并提高垂直測(cè)向維度的分辨率。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)組成結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，一種用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的探地雷達(dá)包括：探地雷達(dá)系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、可折疊殼體、電機(jī)、伸縮系統(tǒng)6、卡扣和計(jì)算機(jī)，可折疊殼體包含固定部位1和可折疊部位2，固定部位1為中空的殼體結(jié)構(gòu)，探地雷達(dá)系統(tǒng)包括多個(gè)雷達(dá)接收天線(xiàn)和雷達(dá)接收機(jī)，各雷達(dá)收發(fā)天線(xiàn)和雷達(dá)接收機(jī)連接，GPS系統(tǒng)系統(tǒng)包括GPS天線(xiàn)5和GPS接收機(jī)，GPS天線(xiàn)5和GPS接收機(jī)連接，GPS天線(xiàn)5與各雷達(dá)接收天線(xiàn)等間距設(shè)置，GPS天線(xiàn)5和雷達(dá)接收天線(xiàn)設(shè)置在伸縮系統(tǒng)6上端，電機(jī)與伸縮系統(tǒng)6連接，伸縮系統(tǒng)6和電機(jī)位于可折疊部位2上，伸縮系統(tǒng)6用于調(diào)節(jié)雷達(dá)接收天線(xiàn)和GPS天線(xiàn)5的高度，卡扣8用于在可折疊部位2旋轉(zhuǎn)到與固定部位1相同的水平面時(shí)固定可折疊部位2，雷達(dá)接收機(jī)和GPS接收機(jī)分別與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)用于接收探地雷達(dá)數(shù)據(jù)和GPS空間數(shù)據(jù)。雷達(dá)接收天線(xiàn)包括等邊多角殼體3和接收天線(xiàn)單元4，接收天線(xiàn)單元4均位于等邊多角殼體3的多個(gè)角上，各接收天線(xiàn)單元4的高度位于同一水平面，等邊多角殼體3所在平面平行于可折疊殼體的水平面。固定部位1底部設(shè)置滾輪7。

等邊多角殼體3包括屏蔽層和保護(hù)層，保護(hù)層位于屏蔽層外部，保護(hù)層由硅膠和環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成。GPS天線(xiàn)5位于等邊多角殼體3的中心位置。等邊多角殼體3還設(shè)置伸縮桿，GPS天線(xiàn)5位于等邊多角殼體3內(nèi)的伸縮桿上。優(yōu)選的，等邊多角殼體3采用等邊三角殼體。

伸縮系統(tǒng)6采用伸縮桿或者可升降平臺(tái)。當(dāng)采用伸縮桿時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)伸縮桿的伸縮量調(diào)節(jié)GPS天線(xiàn)5和雷達(dá)收發(fā)天線(xiàn)的高度，可以根據(jù)不同作業(yè)環(huán)境及不同類(lèi)型雷達(dá)收發(fā)天線(xiàn)調(diào)節(jié)GPS天線(xiàn)5的高度。雷達(dá)收發(fā)天線(xiàn)是收發(fā)共置屏蔽天線(xiàn)，探地雷達(dá)天線(xiàn)的中心頻率是100MHz、250MHz、500MHz、800MHz、1000MHz或1600MHz。不同型號(hào)探地雷達(dá)天線(xiàn)的中心頻率越大，體積越小，中心頻率越小，體積越大。

本實(shí)用新型提供的探地雷達(dá)天線(xiàn)裝置通過(guò)設(shè)置多組收發(fā)天線(xiàn)陣列進(jìn)行五通道數(shù)據(jù)采集，能夠遍布較寬的檢測(cè)范圍，根據(jù)多組收發(fā)天線(xiàn)陣列的不同位置，可以利用延時(shí)疊加求和進(jìn)行三維目標(biāo)模型反演，重建地址環(huán)境監(jiān)測(cè)目標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)。同時(shí)，各組收發(fā)陣列天線(xiàn)中，各收發(fā)天線(xiàn)之間的線(xiàn)采樣間隔為5-15cm，較高的陣列密度不但增加了雷達(dá)天線(xiàn)探測(cè)到目標(biāo)的概率，而且提高了最終的三維成像效果和數(shù)據(jù)質(zhì)量。因此，本實(shí)用新型提供的探地雷達(dá)天線(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)既能夠保證礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中探地雷達(dá)具有理想的探測(cè)深度和探測(cè)范圍，還能達(dá)到比常規(guī)探地雷達(dá)更高的探測(cè)精度。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的系統(tǒng)及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。