4.2　探地雷达的天线类型

目前商用探地雷达系统有两大类型，一种是时间域脉冲型探地雷达系统（time⁃domainimpulse GPR），绝大多数探地雷达系统都是这种类型；另一种是频率域步进频率型探地雷达系统（SFCW frequency⁃domain，Step frequency Radar）。一般商用探地雷达天线主要有三种：第一种是线状偶极子天线，如图4.15（a）所示，常用于低频天线，属于地面耦合天线；第二种是蝴蝶形天线，如图4.15（b）所示，也属于地面耦合天线，常用于中高频天线；第三种是喇叭形天线，如图4.15（c）所示，属于空气耦合天线，常用于高频天线。在分析探地雷达天线的电磁场特性时，一般用偶极子天线来等效。蝴蝶形天线是一个平面，也称平板天线，它的特点是体积小，与地面耦合，探测深度大，但必须是接触式或者近地式测量，所以它不能用于车载。喇叭形天线可看成是蝴蝶形天线以中心点为轴，将天线对折，形状类似喇叭，天线末端的阻抗等于空气的阻抗，其耦合形式为空气耦合。喇叭形天线的特点是方向性强，离开地面对天线辐射能量的大小没有影响，所以允许在地面上悬空一定高度，可用于车载。但喇叭形天线是一个立体天线，天线比较高，有时安装的位置受到空间限制，因此就出现了变形的喇叭形天线，如图4.16所示。

芬兰公路部门对探地雷达天线的分类见表4.1和表4.2。

图4.15　商用探地雷达天线

图4.16　蝴蝶形天线到喇叭形天线的演变

表4.1　地面耦合天线的分类

表4.2　空气耦合天线