短桩加载螺旋天线在探地雷达中的特性研究
【摘要】:本论文介绍一个新的减少尺寸的轴向模螺旋,名字叫短桩加载螺旋(SLH)。利用螺旋天线在轴向模式时的高指向性、宽频和圆极化的特性,应用在探地雷达方面。探地雷达方法是一种用于确定地下介质分布的广谱电磁法,是20世纪70年代发展起来的一种电磁探测技术。天线是GPR关键部分,天线性能将决定GPR探测深度和精度。
通过使用三维电磁场仿真软件HFSS分析SLH天线的驻波比、增益、波瓣图、轴比、输入阻抗和端口的电流分布,仿真结果显示了该天线具有良好的性能,SLH天线所表现出的增益、带宽和圆极化的性能可以满足GPR系统的天线设计要求。借助矢量网络分析仪对天线进行测试,模拟与实验的结果吻合得很好,说明使用HFSS仿真天线是可靠的。在实验中分别使用SLH天线和Vivaldi天线对圆柱形铁块进行探测,结果表明SLH的性能优于Vivaldi。因此,在工程上借助HFSS仿真软件对GPR天线进行设计,节约成本,是行之有效的一种方法
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