用电磁波对地下目标进行探测其探测能力依赖于探测信号频率。高频电磁波的探测分辨率好,低频电磁波的穿透能力强。采用具有丰富频率成分的带宽探测信号进行对地探测,可很好地兼顾探测深度和探测分辨率之间的矛盾。因此,近年来采用无载波短脉冲体制的探地雷达在考古、工程地质以及军事对地探测等领域得到日益广泛的应用。按照对地目标探测的一般需要,通常采用纳秒到十纳秒量级的电磁探测窄脉冲,信号频谱具有从直流低频直到千兆赫兹的宽带。由此可见,在探地雷达中要求收发天线不但要有良好的对地辐射性能,还要求天线具有极大的瞬时带宽,时域探地雷达的天线设计成为探地雷达中最重要的关键技术。目前用于窄脉冲信号辐射的天线主要有TEM 喇叭、领结天线和加载天线等形式。其中领结形天线能较好的兼顾瞬时带宽、信号保形以及有效辐射等方面的性能,而且制作简单、轻便,是目前探地雷达所采用的一种主流天线。本文首先通过分析时域脉冲辐射信号的频谱,确定天线的工作频率和带宽,设计出传统领结天线、终端加载领结天线,以及无反射集总电阻加载天线;然后,根据在探地雷达应用中满足信号最大能量对地辐射的要求提出了一种快速有效的时域背腔式领结天线的设计方法,该方法简便实用,便于在探地雷达系统的整体工程化设计中使用;最后,所提出的设计方法得到了数值仿真结果和实验的验证,并在探地雷达整机的开发和设计中得到了成功应用。