商用探地雷达蝶形天线三维数值模拟

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探地雷达蝶形天线的优化与设计

6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON2008N O.18SCI EN CE &TECHN OLOG Y I NFOR M A TI O N工业技术探地雷达作为地下目标探测的重要工具,已经引起了地质、考古、交通、城市建设、军事等应用领域的广泛关注。

天线是探地雷达系统中很重要的部件之一,它直接决定探地雷达的工作性能。

蝶形天线是一种超宽带天线,适合发射窄脉冲信号[1],对于探测浅层地下目标的探地雷达系统是最佳选择[2]。

并且制作简单,使用方便,体积轻巧,便于携带。

在先后发表的文献中,对蝶形天线的辐射特性在时域和频域都有一定的研究,本文在这些结论的基础上,分别用FD-TD 法进行数值仿真,通过改变天线的尺寸和馈电方式,对天线作了一定的优化设计。

1三角形金属板的模拟方法蝶形天线是由两块三角形金属板加上馈电系统组成的。

在天线的边界处不能划分为正常ye e 氏网格,需要进行特殊处理,典型的时域有限差分法是从M a xwel l 旋度方程出发,在Ye e 氏网格中把旋度方程转化为差分方程。

Ye e 氏网格结构的一个特点是电磁场各分量在网格空间中的配置符合Far aday 定律和Am per e 环流定律的空间关系,因此可以从积分形式的M a xwe l l 方程,利用环路构成差分网格,就是环路积分法(CP 法)。

CP 法的最大优点是网格的设置比较随意,可以有效处理本文的问题。

2对天线尺寸和张角大小的研究在参考文献[1]中,作者选取天线的尺寸为:长23c m ,宽12c m ,天线的张角为51度,对于野外测量来说,天线的尺寸还是偏大些。

表1天线的尺寸本文分别选择了4组不同尺寸不同张角的天线进行数值仿真,比较它们的辐射性能。

这4组天线的尺寸如表1。

长度单位为c m ,角度为角度制。

在天线的两块三角形金属板之间,用高斯脉冲源馈电给天线,采用FDTD 对天线在自由空间的辐射特性进行数值仿真,馈电方式为信号源直接馈电。

商用探地雷达蝶形天线三维数值模拟

Ｈｕｂｅｉ４３００７４，Ｃｈｉｎａ４．ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＨｕａｎｇｈｕａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＺｈｕｍａｄｉａｎＨｅｎａｎ４６３０００，Ｃｈｉｎａ）
ａｎｉｓｍ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｙｏｆｂｏｗ— ｔｉｅａｎｔｅｎｎａ，ｒｅｓｉｓｔｉｖｅｌｏａｄｉｎｇ，ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｃａｖｉｔｙ，
ｗａｖｅ－ａｂｓｏｒｂｉｎｌｇｍａｔｅｒｉａ１，ａｎｄｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｅｄｉａｏｎｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ
Ｈｅｎａｎ４５１１９１，Ｃｈｉｎａ；
２．ＨｅｎａｎＨｉｇｈｗａｙＴｅｓｔＣｏ．Ｌｔｄ．，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｅｎａｎ４５０１２１，Ｃｈｉｎａ；
３．ＣｈｉｎａＵｎｉｅｒｓｉｔｙ０ ’ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ＆Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ，Ｗｕｈａｎ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２ —７９４０．２Ｏ１５．０３．０２３

探测地下目标的探地雷达天线的仿真设计

探测地下目标的探地雷达天线的仿真设计探地雷达是一种利用电磁波进行地下目标探测的设备，可以通过对地下目标的反射信号进行分析和处理，获取目标的位置、形状和材料特性等信息。

其中，探地雷达天线是整个系统的关键部件之一，其设计与性能将直接影响到整个系统的探测效果。

本文将针对探地雷达天线的仿真设计进行详细介绍。

首先，在进行探地雷达天线的仿真设计前，需要先确定天线的工作频率范围、工作模式和极化形式等参数。

这些参数将决定天线结构和性能要求，对于仿真设计来说十分重要。

然后，可以选择合适的仿真软件来进行探地雷达天线的设计。

常见的仿真软件包括CST Microwave Studio、HFSS和FEKO等，这些软件可以通过有限元、有限差分或边界元等方法，对天线进行电磁场仿真分析。

接下来，开始进行天线的结构设计。

根据不同的探测需求和工作频率范围，可以选择相应的天线结构，如线性天线、环形天线或阵列天线等。

在设计过程中，需要注意天线的尺寸、材料、辐射方向图和效率等因素。

尺寸的设计要考虑到天线的工作频率，通常使用的方法是将天线的尺寸缩放到中心频率的波长一半左右。

材料的选择要考虑到其电磁性质和耐久性等因素。

辐射方向图的设计决定了天线的辐射模式和覆盖范围，可以根据需要进行调整。

效率的设计要使天线能够尽可能地将输入功率转换为辐射功率，减少功率损耗。

设计完成后，可以进行仿真分析和优化调整。

通过仿真软件可以分析天线的辐射特性、阻抗匹配和带宽等参数。

如果发现性能不满足要求，可以对天线结构进行调整，如改变尺寸或天线的构造等，然后再进行仿真分析，直到达到设计要求为止。

最后，对于探地雷达天线的仿真设计结果，还需要进行实际测试验证。

可以通过制作样机进行实际测量，并与仿真结果进行对比分析，验证仿真设计的准确性和可靠性。

总结起来，探地雷达天线的仿真设计是一项复杂的工作，需要根据实际需求和工作条件进行相关参数的选择和天线结构的设计，并通过仿真软件进行分析和优化。

3D雷达实际探测能力动态仿真评估方法

Ａｂｔａ：Ｃｏｉｅｉｈｃｕａｏｋｉｔｔｆｔｅ３ｒｄｎｅｖｉｅ，ｔｎｆｕｎｅｆｔｉｅｓ — ｓｒｃｔｎｓｄｒｎｇｔｅａｔｌｗｒｎｇｓａｅｏｈＤａａｒｉｓｒｃｈｅｉｌｅｃｓｏｈｅｄｖｒｅ
有效性。
关键词：Ｄ雷达；探测能力；测判据；估算法３检评
中图分类号：ＴＮ９５５文献标识码：Ａ文章编号：６２２３（０１０ — １９０ｌ７ — ３７２１）２００－６
ＡｎｍｉｉｕａｉｎａｄＥｖｌａｉｎＭｅｈｄｆｒＤｙａｃＳｍｌｔｏｎａｕｔｏｔｏｏ
ｒｆｅｔｏｎ，ｔｒａｎｍａｋｉｇ，ａｔｏｓｅｌｃｉｅｒｉｓｎｎｄａｍｐｈｅｉｔｅａｉｎａｒｎａｙｅ．ＴｈｕａｔｔｔｖｅｅｔｍａｉｎｍｅｈｏｏｒｃａｔｎｕｔｏｅａｌｚｄｅｑｎｉａｉｓｉｔｏｔｄｓｔｍｅｓｅｔｎｆｕｎｃａｔｓａｅｐｒｓｎｔｄＦｏｒｔｈａａｔｒｓｉｓｏｆｂａｃｎｎｇａｉａｕｒｈｅｉｌｅｅｆｃｏｒｒｅｅｅ．ｈｅｃｒｃｅｉｔｃｅｍｓａｎｉｎｄｓｇｎａｏｅｓｎｇｉｌｐｒｃｓｉｎ
ｎｓｎｉｅｅｃｆａｔｎａｒｃｉｅａｄｔａｓｔｖｒｉａａｔｒｓｏｉｆｒｎｒｉｇｍｏｅ，ｍｕｔａｈｅｓａｄｄｆｒｎｅｏｎｅｎｅｅｖｎｒｎｍｉｅｔｃｌｐｔｅｎｎｄｆｅｅｔｗｏｋｎｄｓｆｌｉｔｐ

一种探地雷达蝶形天线及其巴伦的设计

一种探地雷达蝶形天线及其巴伦的设计
曾文波;余逸风;李向阳
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】提出了一种用于400MHz探地雷达系统新型蝶形天线及微带巴伦的设计。

蝶形天线采用FR4单面印刷电路板制作，尺寸为300mm×150mm×2mm，其辐射臂由两级三角形贴片和一个半圆贴片组合而成。

微带巴伦采用双面印刷电路板制作，通过在正反两面腐蚀出宽度线性渐变的金属带，构成双线-微带结构。

实验表明：所设计的蝶形天线在310-460MHz频率范围内，回波损耗小于-10dB,其相对带宽分别是传统蝶形天线和相关文献报道的1.86和1.65倍，并具有较好的辐射特性。

对于400MHz探地雷达系统，该天线及微带巴伦在性能上已达了要求，是有
效可行的设计方案。

【总页数】4页(P96-98,118)
【作者】曾文波;余逸风;李向阳
【作者单位】广西科技大学电气与信息工程学院，柳州545006;广西科技大学电
气与信息工程学院，柳州545006;广西科技大学电气与信息工程学院，柳州545006
【正文语种】中文
【中图分类】TN822
【相关文献】
1.一种接地板开槽的小型化蝶形天线设计 [J], 张壹;左建宏;陈新伟;张文梅
2.探地雷达超宽带背腔蝶形天线设计与实现 [J], 郭晨;刘策;张安学
3.探地雷达蝶形天线的优化与设计 [J], 谷海瑞;徐远哲
4.一种基于微带线-带状线巴伦馈电的Vivaldi天线设计 [J], 刘晓;丛惠平;何红英;付博实
5.一种改进的探地雷达蝶形天线 [J], 吴建斌;田茂;李太全
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商用探地雷达蝶形天线三维数值模拟

商用探地雷达蝶形天线三维数值模拟郭士礼;王雯璐;范永亮;朱培民;李修忠【摘要】基于商用探地雷达蝶形天线的几何特征、激励源、电阻加载方式及屏蔽吸波机理,采用时域有限差分方法建立其三维模型,通过三维数值模拟研究了蝶形天线几何特征、电阻加载、屏蔽腔和吸波材料等对蝶形天线辐射特性的影响,为验证、改进探地雷达蝶形天线的辐射性能提供科学依据.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2015(012)003【总页数】8页(P406-413)【关键词】探地雷达;蝶形天线;三维模型;数值模拟【作者】郭士礼;王雯璐;范永亮;朱培民;李修忠【作者单位】河南工程学院资源与环境学院,河南郑州451191;河南高速公路试验检测有限公司,河南郑州450121;中国地质大学地球物理与空间信息学院,湖北武汉430074;河南工程学院资源与环境学院,河南郑州451191;河南高速公路试验检测有限公司,河南郑州450121;中国地质大学地球物理与空间信息学院,湖北武汉430074;黄淮学院建筑工程学院,河南驻马店463000【正文语种】中文【中图分类】P631.3探地雷达蝶形天线是一种超宽带天线，具有制作简单、使用方便、体积轻巧、便于携带等优点，是主频100～2000MHz商用屏蔽型探地雷达天线的主要结构形式，被广泛应用于水文、工程[1, 2]、环境、考古等领域。

目前，许多研究者在探地雷达三维正演数值模拟中，激励源通常采用简单化、理想化的点源。

而非商用屏蔽型探地雷达蝶形天线，点源和商用屏蔽型探地雷达蝶形天线具有明显的区别。

具体表现为：①商用屏蔽型探地雷达蝶形天线为有方向性天线，它向不同方向辐射的电磁波能量不等，而点源相当于全向天线，它向周围空间所有方向均匀辐射电磁波能量；②商用屏蔽型探地雷达蝶形天线为典型线极化天线[3, 4]，点源无法模拟天线的极化特性；③商用屏蔽型探地雷达蝶形天线通常具有波形拖尾和振铃效应，而点源通常为理想的脉冲波形；④商用屏蔽型探地雷达蝶形天线通常设计为吸波材料填充的背腔式屏蔽天线，而点源无此特性。

倒“T”形天线阵列生命探测雷达多目标三维定位仿真研究

ｄｍｅｓｎｌｐｓｉｎｎｏｌ－ａｇｔ，ｉｈｈｓｇｉａｃＵｔｅｆｔｒｅｉｎｎｎｅｅｏｉｇｏｉｅｅｔｇｉｎｉａｏｉｏｉｇｆｒｍｕｔｔｒｅｓｗｈｃａｕｄｎｅＯｈｕｕｅｄｓｉｇａｄｄｖｌｐｎｆａｌｅｄｔｃｉｏｔｉｇｆｎ
ＳｍｕｌｔｏｏｒｅｉａｉｎｆＴｈｅ－ｄｉｅｉｎｌＰｏｉｉｎｎｏｕｌｉｔｒｅｓＵｓｎｇＬｉｅｅｅｔｏｍｎｓｏａｓｔｏｉｇｆｒＭｔ－ａｇｔｉｆ－ｄｔｃｉｎＲａａｓｄｎＩｅｔｄＴ—ｓｐｄＡｎｅｄｒＢａｅｏｎｖｒｅ —ｈａｅｔｎｎａＡｒａｒｙ
ＴｅｉＲｓａｃｅｏｔ研究论著ｈｓｓ＆ｅｅｒｈＲｐｒｌ
倒“ ” Ｔ形天线阵列生命探测雷达多目标三维定位仿真研究
张杨，雷涛，焦腾，王华，薛慧君，昊，吕王健琪（第四军医大学生物医学工程学院，西安７０３）１０２
ＺＡＧＹａｇＬＩａ，ＩＯＴｎ，ＮａＸＥＨｉｊｎＬａ，Ｎａ— ｉＨＮｎ，ＥｏＪｅｇＷＡＧＨｕ，Ｕｕ－ｕ，ＶＨｏＷＡＧＪｎｑＴＡｉ（ｉｍｄｃｌｎｉｅｒｇＣｌｇ，ｈｔｌａｅｉｌｎｖｒｔＸｎ７０３，ｈｎ）ＢｏｅｉａＥｇｅｎｏｅｅｔｅ４ｈＭｉｔｒＭｄｃｉｓｙｉ０２ＣｉａｎｉｌｉｙａＵｅｉ，ａ１ＡｂｔａｔＯｊｃｖｏｉｐｏｅｔｅｄｔｔｎｅｉｅｃｆｉ — ｅｅｔｎｒｄｒａｄａｈｅｅｔｅｇａｏｅｅｔｇａｄｓｃｂｅｔｅＴｍｒｖｈｅｃｉｆｃｎｙｏｆｄｔｃｏａａｎｃｉｈｏｌｆｄｔｃｎｎｒｉｅｏｉｌｅｉｖｉｔｒｅｄｍｎｉｎｌｏｉｏｉｇｆｌ－ａｇｔ．ｄｏａｅｎｔｅｐａｏｍｏｕｔｌｃａｎｌｕｔｉｂｎＵ）ｈｅ— ｉｅｓａｐｓｉｎｒｔｔｒｅＭｃａｈＢｓｄｏｌｒｆｌｐｅｈｎｅｓｌａｗｄａｄ（ＷＢｏｔｎｏｍｕｉｓｃｈｆｔｍｉｒｅｌｅｄｔｃｏａａａｎｅｎｒｙ（ｖｒｄＴｓａｅｎｎａａｒｙｔａｃｕｄｄｔｔｕｔｔｒｅｎｏｌｒｅｉ－ｅｅｔｎｒｄｒｎａｔｎａａｒｆｉ，ａｉｅｅ－ｈｐｄａｔｎｒ）ｈｔｏｌｅｃｍｌ—ａｇｔａｄｃｕｄｔｅ — ｎｔｅａｅｉｓｈ

探地雷达自适应天线的数值仿真

地雷达天线存在二个问题： ①天线形状、尺寸精度
要求高，导致生产成本高； ②应用范围窄，单一天线只能用于特定的探测环境（目标物体的大小、形
状，壤类型等）当探测环境复杂多变时，必须土，就频繁更换天线，给实际应用带来较大地困这
（，）。；
２９卷
２天线仿真模型
长条形等效蝶形天线的物理结构如图２所示。天线整体长度为５ｍ，１相同偶极子单元０ｃ由２个天线组成。每个偶极子单元天线都为扁平长条形
结构，０３ｃ厚０２ｃ宽．ｍ，．ｍ。所有偶极子单元天线都使用同一个馈点，而且相邻单元天线之间的夹角都为１。０。在每个单元天线上设置“ 间隙” ６号和（７号单元天线除外）用于控制相应单元的连接与，
难＿Ｊ ’ ３。
值计算方法是建立在对麦克斯韦积分方程组离散
处理的基础之上的。首先对计算空间进行离散化处理，即将计算区域划分成图１见下页）（所示的，成对出现的网格Ｇ和复合网格所组成的网格。在图１中，表示网格ｃ某棱边上的电场沿该棱边的积分，即相邻二网格之间的电压；示网格Ｇ表某面上的电通密度在该面上的积分，即该面上的电
种常用的无损检测设备，通过发射天线向地下发
它是采用平面结构的长条形偶极子天线作为单元
天线。
射超宽带窄脉冲，然后对接收到的后向散射信号进行处理变换，即可得到地下的介质分布情况。天线是探地雷达中的关键设备之一，开发更适合探地雷达的天线系统，进而改善探地雷达性能，巳成为一项备受关注的研究课题。目前已有的探

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：ＡＡｂｓｔｒａｃｔｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎ（ＦＤＴＤ）ｍｏｄｅｌｏｆｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｂｏｗｔｉｅａｎｔｅｎｎａｏｆ－ｒｏｕｎｄｅｎｅｔｒａｔｉｎｒａｄａｒｉｓｓｅｔｕｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｏｍｅｔｒｏｆｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｂｏｗｔｉｅａｎｔｅｎ－－ｇｐｇｐｇｙ，，ｎａｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｔｈｅｗａｏｆｒｅｓｉｓｔｉｖｅｌｏａｄｉｎａｎｄｔｈｅｓｈｉｅｌｄｉｎｏｆａｂｓｏｒｂｉｎｍｅｃｈａ－ｙｇｇｇ，，，ｎｉｓｍ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｏｆｂｏｗｔｉｅａｎｔｅｎｎａｒｅｓｉｓｔｉｖｅｌｏａｄｉｎｓｈｉｅｌｄｉｎｃａｖｉｔｅｏｍｅｔｒ－ｇｇｙｇｙ，ｗａｖｅａｂｓｏｒｂｉｎｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｅｄｉａｏｎｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ－ｇ，ｗｂｏｗｔｉｅｓａｎｔｅｎｎａａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｈ３Ｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｈｉｃｈｒｏｖｉｄｅｓａｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ－ｐｇｂａｓｉｓｆｏｒｖｅｒｉｆｉｎａｎｄｉｍｒｏｖｉｎｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＧＰＲｂｏｗｔｉｅｓａｎｔｅｎｎａ．－ｙｇｐｇｐ：；；；Ｋｅｗｏｒｄｓｒｏｕｎｄｅｎｅｔｒａｔｉｎｒａｄａｒｂｏｗｔｉｅａｎｔｅｎｎａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｎｕｍｅｒｉｃａｌ－ｇｐｇｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
关键词：探地雷达；蝶形天线；三维模型；数值模拟中图分类号：Ｐ６３１．３文献标识码：Ａ收稿日期：２０１５－０２－０３
ＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＧｒｏｕｎｄＰｅｎｅｔｒａｔｉｎＲａｄａｒＢｏｗｔｉｅｓＡｎｔｅｎｎａ－ｇ
［１，２］
改进、优化天线设计提供科学依据。
２商用屏蔽型探地雷达蝶形天线三维ＦＤＴＤ模型
２．１商用屏蔽型探地雷达蝶形天线平面基本结构天线的基本结构及其几何尺寸是天线建模的基础。主频９００ＭＨｚ的某商用屏蔽型探地雷达蝶形天线的基本结构及几何特征如图１所示。该天线由两个蝶形天线组成，其中一个为发射天线，另一个为接收天线，且发射天线和接收天线的几尺寸与电性参数完全相同。每个蝶形天何形状、线由两个顶角相对的金属等腰三角形构成，等腰，即天线的张角）臂长ｂ＝三角形的顶角（０ ° θ＝９臂宽Ｄ＝１５ｃｍ，０ｃｍ。顶角的顶点与馈线相焊接，称为馈电点。蝶形天线两个馈电点之间的距离称为馈电间距，长度为ｄ＝０．５ｃｍ。发射天线馈电点至接收天线馈电点之间的距离为收发偏移距，长度为ｏｓｅｔ＝１５ｃｍ。金属等腰三角形的两个底ｆｆ角处各加载２以减小波形拖尾和振铃２０ Ω 电阻，效应。
：／ｄｏｉ１０．３９６９．ｉｓｓｎ．１６７２－７９４０．２０１５．０３．０２３ｊ
商用探地雷达蝶形天线三维数值模拟
２，３，王雯璐１，范永亮２，朱培民３，李修忠４郭士礼１，
（河南工程学院资源与环境学院，河南郑州４１．５１１９１；河南高速公路试验检测有限公司，河南郑州４２．５０１２１；中国地质大学地球物理与空间信息学院，湖北武汉４３．３００７４；）黄淮学院建筑工程学院，河南驻马店４４．６３０００
第３期郭士礼等：商用探地雷达蝶形天线三维数值模拟
４０７
电阻加载与屏蔽腔对天线辐射特征的影响，为征、
１引言
探地雷达蝶形天线是一种超宽带天线，具有使用方便、体积轻巧、便于携带等优点，制作简单、是主频１００～２０００ＭＨｚ商用屏蔽型探地雷达天线的主要结构形式，被广泛应用于水文、工程
））基金项目：河南省高等学校重点科研项目（编号：与河南工程学院博士基金（编号：联合资助。１５Ａ１７０００５Ｄ２０１４００８，：＿作者简介：郭士礼（男，讲师，博士，主要从事浅地表地球物理勘探。Ｅ－ｍ１９８２－）ａｉｌｃｃｎｕｕｏ．ｃｏｍ＠ｑｇｑ，：通讯作者：李修忠（男，教授，博士生导师，主要从事工程质量无损检测方法研究。Ｅ－ｍ１９６４－）ａｉｌｈｈｘｌｘｚ６３．ｃｏｍ＠１ｙ
摘要：基于商用探地雷达蝶形天线的几何特征、激励源、电阻加载方式及屏蔽吸波机理，采用时域有限差
分方法建立其三维模型，通过三维数值模拟研究了蝶形天线几何特征、电阻加载、屏蔽腔和吸波材料等对蝶形天线辐射特性的影响，为验证、改进探地雷达蝶形天线的辐射性能提供科学依据。
１２３１２３４，Ｗ，，ＧｕｏＳｈｉｌｉａｎＷｅｎｌｕＦａｎＹｏｎｌｉａｎＺｈｕＰｅｉｍｉｎＬｉＸｉｕｚｈｏｎｇｇｇ，ｇ
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＨｅｎａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＥｎｉｎｅｅｒｉｎＺｈｅｎｚｈｏｕｆｆｇｇ，ｇ５１１９１，Ｃｈｉｎａ；Ｈｅｎａｎ４，２．ＨｅｎａｎＨｉｈｗａＴｅｓｔＣｏ．Ｌｔｄ．ＺｈｅｎｚｈｏｕＨｅｎａｎ４５０１２１，Ｃｈｉｎａ；ｇｙｇ３．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＧｅｏｈｓｉｃｓ＆Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ，Ｗｕｈａｎｙｆｆｐｙ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；Ｈｕｂｅｉ４．ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎＣｏｌｌｅｅ，ＨｕａｎｈｕａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔＺｈｕｍａｄｉａｎＨｅｎａｎ４６３０００，Ｃｈｉｎａ）ｇｇｇｇｙ，
５］格，为保证模拟精度，通常采用梯形网格近似［或
环路积分法来处理金属三角形斜边，其中环路积分法比梯形网格近似法能获得更准确的天线输入
６］。标准蝶形天线存在末端电流反射，阻抗［会造
图１主频９００ＭＨｚ的探地雷达蝶形天线平面结构Ｆｉ１Ｆｌａｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｒａｗｉｎｏｆｒｏｕｎｄｇ．ｇｇｒａｄａｒｂｏｗｔｉｅｓａｎｔｅｎｎａｅｎｅｔｒａｔｉｎ－ｐｇ２．２激励源探地雷达系统一般采用超宽带脉冲作为激励源。由于探地雷达蝶形天线为平衡类对称 Nhomakorabea天线，
、环境、考古等领域。目前，许多研究者在
激励源通常采用探地雷达三维正演数值模拟中，简单化、理想化的点源。而非商用屏蔽型探地雷达蝶形天线，点源和商用屏蔽型探地雷达蝶形天线具有明显的区别。具体表现为： ①商用屏蔽型它向不同方探地雷达蝶形天线为有方向性天线，向辐射的电磁波能量不等，而点源相当于全向天它向周围空间所有方向均匀辐射电磁波能量；线， ② 商用屏蔽型探地雷达蝶形天线为典型线极化天３，４］，点源无法模拟天线的极化特性；线［ ③商用屏蔽型探地雷达蝶形天线通常具有波形拖尾和振铃效应，而点源通常为理想的脉冲波形； ④ 商用屏蔽型探地雷达蝶形天线通常设计为吸波材料填充的背腔式屏蔽天线，而点源无此特性。时域有限差分法（ＦｉｎｉｔｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＴｉｍｅＤｏ－，能精确描述蝶形天线的几何特征，ｍａｉｎＦＤＴＤ）灵活方便地实现电阻加载、背腔与吸波材料设计。标准蝶形天线通常由两个等腰金属三角形组成。由于金属三角形斜边处不能划分为常规的矩形网