①项目背景：由于土壤对电磁波（尤其是高频电磁波）的衰减特性，传统探地雷达检测技术在探测深度和精度方面还存在很大的局限性。探地雷达的探测性能依赖于雷达波的频率和地下介质的导电率：高频雷达波垂直分辨率高，可探测地下小目标，但探测深度有限，例如，利用GHz的电磁波，可分辨厘米量级的地下目标，但穿透深度只有几米；低频波地下穿透能力强，例如20MHz的电磁波，最大穿透能力可达50米，但只能分辨尺寸在米量级的地下目标。如果地下介质的导电率增大，电磁波的衰减还会进一步加大，尤其是含水量丰富的地层，例如湿黏土，即使是采用几十兆赫兹的电磁波，探测深度也仅为十几米。虽然理论上降低波的频率（如采用几十KHz的电磁波），可以增强波的穿透能力，但这会降低雷达波的垂直分辨率，同时也会大大增加天线的尺寸和勘探难度。总的说来，由于受到天线尺寸和工作频率的限制，传统的探地雷达检测技术在典型地质条件下，最多可以检测地下几十米深度，远远达不到我国的“深地”探测需求。

    ②研究目的与意义：针对上述情况，本项目研制了一套全新的雷达收发天线系统，通过发射和接收“激微波”来进行深层地下目标特性的提取与分析，其目的是利用“激微波”的聚焦、定向、谐振放大特性，突破传 统探地雷达的探测极限，实现深层地下目标的精准探测。

    ③主要论点和论据：项目开展了“激微波”理论研究、“激微波”收发系统设计、整体系统构建和仿真验证三方面的研究内容，具体包括：（1）“激微波”理论研究。对“激微波”的谐振特性和聚焦特性进行分析， 研究了“激微波”与地层的相互作用机理，分析了“激微波”谐振频率与地层导电率的关系，研究了土壤色散特性对“激微波”聚焦性能的影响，探索了地下目标厚度和电磁参数与“激微波”幅度、频率和相位的关联特性，最终建立了“激微波”探测和识别地下目标的一般性设计理论与方法。（2）“激微波”收发系统设计。研制了三种脉冲源，结合地下检测需要的天线结构和工作频段，最终选用了中心频率为600MHz的双极性脉冲源。该脉冲峰峰值可达100V，中心频率600MHz,3dB带宽100%(300MHz-900MHz),重复频率500kHz。设计了一款开槽的小型化蝶形天线，在降低工作频段的同时有效保持了较小的天线面积，同时设计了一款基于AMC的周期结构反射板，用于提高工作于300MHz~700MHz的蝶形天线的增益。通过合理设计天线及AMC反射板的结构并 优化尺寸参数，获得了高增益、结构紧凑的蝶形天线系统。（3）完成了系统的整体搭建和仿真验证。进行了系统损耗分析、分辨率分析、系统参数预估，对系统的探测性能进行了理论计算和仿真验证。

    ④项目的特色和创新突破点：项目设计了低频、高增益的小型化蝶形天线：采用开缝的方式，降低了蝶形天线的工作频率；采用AMC减低了天线的后向辐射，提高了前向增益；同时，通过加载聚焦透镜，进一步提高了天线的方向性。相比现有天线，项目设计的天线在体积和增益方面的性能得到了很大的提升。

     ⑤社会经济效益：深层地下目标探测技术是关系我国经济发展、国家安全、资源利用和环境保护的重大战略问题。本项目发展的探地雷达技术具有采集速度快、分辨率高、环境友好、携带方便等优点，可应用于地下未爆物、地下武器和地埋管线检测，地下水层以及油气、矿产勘探，地下溶洞和隧道的定位以及地层构造分析等领域，具有重要的社会经济效益。