用于雷达应用的偶极子天线

技术领域

本公开涉及雷达系统领域，特别地用于紧凑、近距离应用。一种应用是在机械加工工具(例如，挖掘机铲斗)的情况下的地面穿透雷达。

背景技术

检测环境中物体存在的雷达系统是公知的，包括地面穿透雷达系统。

在多数雷达应用中，天线需要促进空气耦合(例如，如果天线安装在旨在在地面上方飞行一定距离的无人机上)或促进地面耦合(例如，如果天线安装到地面行进雷达测量车辆的下侧)。

然而，在一些情况下，例如在天线要安装在如挖掘机铲斗的机械加工工具上的情况下，天线需要促进空气和地面耦合两者。使用挖掘机铲斗的示例，这是因为在一些场合它将直接接触或非常接近地面，而在其他场合，它将在地面上方几厘米、几十厘米、甚至几米。

此外，地面穿透雷达系统需要宽带宽天线，常称为超宽带(UWB)天线。宽带宽天线常常通过使用促进频率独立性的双锥体偶极子来实现。在需要平面天线的情况下，可以使用所谓的蝴蝶结天线。蝴蝶结形状源自截断并且投影到无限双锥体的平面上。适当的电阻负载也是必要的。

在地面穿透雷达天线被安装在诸如挖掘机铲斗的加工工具上的情况下，需要相当程度的机械强度。

发明内容

在这个背景下，提供了一种根据权利要求1的用于地面穿透雷达应用的天线。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据本公开的穿过天线的截面的示意性表示；

图2a示出了穿过作为权利要求1的天线的组成部分的印刷电路板的截面的示意性表示；

图2b示出了图2a的印刷电路板的俯视图的示意性表示；

图3示出了图2b中示出的印刷电路加上平衡-不平衡变换器的俯视图的示意性表示，通过该平衡-不平衡变换器完成到辐射体的电连接；

图4示出了包括图1实施例的天线对的双天线；

图5示出了图4的双天线的俯视图；

图6示出了图1实施例的第一替代实施例；

图7示出了图1实施例的第二替代实施例；

图8示出了图1实施例的第三替代实施例；

图9示出了图1实施例的第四替代实施例；

图10示出了图1实施例的第五替代实施例；

图11示出了其上安装有根据本公开的双天线的挖掘机斗；

图12示出了与本公开的天线组件一起使用的典型微波吸收器的磁导率性质；以及

图13示出了与本公开的天线组件一起使用的微波吸收器的功率损耗性质。

具体实施方式

图11示出了安装在挖掘机铲斗500上以用于地面穿透雷达应用中的双天线组件400。挖掘机铲斗500可以附接到挖掘机或其他机械的臂。挖掘机铲斗500否则可以是例如常规的12英寸(～305mm)宽的挖掘机铲斗。

挖掘机铲斗500包括基部510和侧表面530，其中侧表面530限定用于包含挖掘材料的空腔540。可用于切入地面的铲板520位于基部510前方。双天线组件400在与铲板520相同的平面中并且在铲板520的后方被安装到挖掘机铲斗500的基部510的外表面。双天线组件400的两个天线470、480中的一个可以用作发射器，并且两个天线480、470的另一个可以用作接收器。

如已经解释的，对于这种应用，围绕天线设计的挑战之一是需要天线耦合到地面(当铲斗切入或靠近地面时)以及需要天线耦合到空气(在铲斗升高时)。另一个挑战是天线必须具有坚固且细长的构造，假定天线预期位于铲斗的基部510上，并且鉴于铲斗的用途，天线将不可避免地经受到机械应力和应变。

图1示出了穿过天线1000的截面的示意性表示，该天线1000类似于图10的双天线组件400的天线对470、480中的一个。

天线1000包括限定空腔112的外壳110，空腔112具有底表面115、多个侧表面116和与底表面115相对的板119，该板可以称为治愈板119。板119具有开口111，其提供到空腔112的开口111。外壳110可以是金属的，优选地是铝或铝合金。

空腔112可以包含耐磨块120、辐射体组件200和吸收器组件300。辐射体组件200夹在耐磨块120和吸收器组件300之间，使得耐磨块120位于到空腔的开口111处，并且吸收器组件300位于空腔112的底表面115附近，并且离到空腔112的开口111最远。以这种方式，辐射体组件200位于耐磨块120与吸收器组件300之间。

辐射体组件200可以包括印刷电路板衬底210，在印刷电路板衬底210的上侧印刷有下面更详细描述的金属辐射体220。

辐射体220可以是铜的。铜可以是1盎司(28.3g)的铜。

辐射体组件200可以大致长215mm，宽90mm。辐射体220可以在蝴蝶结的最宽部分处大致长190mm，宽50mm。

耐磨块120位于空腔112的开口111处，并且占据开口111与印刷辐射体220的顶表面之间体积。耐磨块120可以有至少两个用途。特别地，耐磨块120可以是具有介电性质的材料，该介电性质被选择为提供对空气和地面两者匹配。第二，它可以具有特别耐磨的性质(因此称为耐磨块)，同时认识到，例如当安装在挖掘机铲斗500的下侧时，一些机械损伤可能是不可避免的。因此，它还可以被配置为承受诸如刮擦和压痕的机械损伤，以便保护辐射体220免受这样的损伤。以这种方式，可以防止对耐磨块120的刮擦和其他机械损伤在任何显著程度上影响天线1000的操作。

用户可能希望用挖掘机铲斗500的铲板520穿透的地面表面的相对电容率(介电常数)通常可以为4.0左右，而空气的相对介电常数可以是1.0。因此，选择具有在这两个值之间的相对电容率(介电常数)的耐磨块120可能是适当的。大约2.7的相对电容率(介电常数)可以是最优选的，因为这促进地面和空气耦合两者。

耐磨块120可以是塑料的。例如，耐磨块120可以是聚碳酸酯。耐磨块120可以是在肖氏D硬度计刻度值上测量为60或超过60的塑料。这样的耐磨块具有特别耐磨的性质，以及适当的电容率。耐磨块120可以具有大约20mm的厚度。

吸收器组件300位于空腔112的离开口111最远的底表面115附近(在图1所示的取向中在辐射体组件200之下)。吸收器组件300包括在空腔112的邻近底表面115的底部处的吸收器310以及在吸收器310与辐射体组件200之间的第一电介质层320。第一电介质层320可以足够厚，使得吸收器310与印刷辐射体220之间的电容耦合可以忽略。第一电介质层320的厚度可以例如是大约20mm、大约30mm、大约40mm或任何其他合适的厚度。吸收器310的厚度可以在0.5mm与2.0mm之间，优选地厚度为0.8mm。

微波吸收器可以包括分布在聚合物树脂中的金属片状物。替代地，微波吸收器可以包括石墨。

图12示出了微波吸收器310的典型磁导率性质。这些磁导率性质导致图13中所示的典型功率损耗。

以这种方式，微波吸收器310吸收从外壳110的底表面115反射的微波辐射的背反射。因此，被微波吸收器310吸收的背反射不会到达辐射体和/或使用辐射体作为接收器的第二天线。

在利用500MHz与1300MHz之间的频带的天线中，从图13可以特别清楚地看出，与在较低频率处相比，在该频带内由微波吸收器310提供的功率损耗较高。

第一电介质层320的相对电容率(介电常数)的适当值可以在1.0与4.0之间，优选地为2.7左右。

第一电介质层320可以是塑料的。例如，第一电介质层可以是聚碳酸酯。第一电介质层320可以是在肖氏D硬度计刻度值上测量为60或超过60的塑料。这具有耐磨性质，以及适当的电容率。对于耐磨塑料的要求在第一电介质层320的情况下可能不如在耐磨块120的情况下重要。这是因为第一电介质层320被天线1000的各种其他特征包封，并且因此更不易于受到直接机械损伤。

外壳110可以在安装完成的天线组件100、100a、400所包含的各种部件(包括耐磨块120、辐射体组件200和吸收器组件300)之前预先形成。

替代地，在一些实施例中，可以首先组装耐磨块120、辐射体组件200和吸收器组件300，并且可以在它们周围形成外壳110。这样，空腔112的尺寸可以被确定为包围耐磨块120、辐射体组件200和吸收器组件300的组合的确切外部形式。在一些实施例中，可以通过本领域已知的金属化工艺或金属涂覆技术(例如但不限于真空金属化、热喷涂或冷喷涂)来形成外壳110。

通过在耐磨块120、辐射体组件200和吸收器组件300周围形成外壳110，消除了(或至少极大地最小化了)外壳110及其内容物之间的气隙，这避免或至少显著地减少了这种气隙导致的谐振效应(二次谐振)。

图2a和图2b示出了图1的天线1000的辐射体组件200的示意性表示。在图2a中以截面并且在图2b中以平面图示出了辐射体组件200。

辐射体组件200可以由包括具有金属层的衬底210的印刷电路板制造，该金属层覆盖衬底210的顶表面的整个区域。可以使用常规的印刷电路板技术来生产平面蝴蝶结形式的辐射体220，该技术涉及使用掩模在金属层要保留的区域与金属层要去除的区域之间进行区分。例如，通过选择性蚀刻未掩蔽区域来去除金属层的不需要区域，得到图2b中所示的蝴蝶结形状。

地面穿透雷达需要宽带天线。通常，带宽将大致等于中心频率。这导致高百分比带宽。在本申请中，通过对辐射元件的臂进行成形(例如，成角度)来实现带宽。

常用方法是双锥体偶极子，其避免了谐振，因为无限椎体可以仅由角度限定。由于它是长度无关的，所以它是波长无关的，并且因此是频率无关的。在本上下文中，三维辐射体是不可行的。本公开的辐射体的蝴蝶结形状源自投影到平面上的截断双锥体。这种形状保持了无限偶极子的一些频率无关的特性，同时可以以实际尺寸的平面方式实现用于预期目的。

图3示出了在其衬底210上的蝴蝶结辐射体220的平面图，还示出了提供到蝴蝶结辐射体220的电连接的平衡-不平衡变换器240。

平衡-不平衡变换器240安装在衬底210上，以便经由由印刷电路板中的常规装置形成的金属电连接而连接到辐射体蝴蝶结的中心。可以通过与蚀刻辐射体几何形状的工艺并行的蚀刻来形成这些。平衡-不平衡变换器240可以被安装成使其主轴在平行于蝴蝶结辐射体220的平面的平面中。平衡-不平衡变换器240也可以被安装成使其主轴垂直于蝴蝶结辐射体220的主轴。以这种方式，它可以方便地容纳在衬底的在蝴蝶结辐射体220两半之间的三角形空间中。此外，平衡-不平衡变换器240可以具有细长的形状因数，使得其在长度和宽度上相对于其厚度更大，平衡-不平衡变换器240从衬底210的表面突出该厚度。

平衡-不平衡变换器240从衬底的表面突出的厚度可以借助于耐磨块120中的凹陷(图中未示出)而容纳在耐磨块120中，凹陷的几何形状和总体积很大程度上对应于平衡-不平衡变换器240的几何形状和总体积。通过安装很大程度上平行于衬底210的平面的薄形状因数的平衡-不平衡变换器240，并且通过在耐磨块120的形状配合的凹陷中容纳平衡-不平衡变换器240，平衡-不平衡变换器240可以经受天线1000可能接触到的机械力，尤其是当安装到挖掘机铲斗500时。

平衡-不平衡变换器240的替代安装布置和取向是可能的。尽管平衡-不平衡变换器240在图3中被示为安装在电路板衬底210上，其主轴平行于电路板衬底210的平面，但是在替代实施例中，平衡-不平衡变换器240可以被安装成使得其主轴从电路板衬底210的平面向上突出。以这种方式，平衡-不平衡变换器240可以凹陷在耐磨块120的垂直壁中。如首先描述的平衡-不平衡变换器的位置和取向那样，凹陷的几何形状和总容积可以很大程度上对应于平衡-不平衡变换器240的几何形状和总体积。通过以这种替代取向安装平衡-不平衡变换器240，可以减小平衡-不平衡变换器240上的压缩负载。

可以提供一个或多个同轴传输电缆(未示出)以用于向平衡-不平衡变换器240馈送信号和从平衡-不平衡变换器240馈送信号的目的。平衡-不平衡变换器240可以使用同轴线或柔性电路上的印刷传输线连接到辐射体220。还可以在平衡-不平衡变换器240或一个或多个同轴传输电缆处或附近提供变压器。

在一些实施例中，可能是这样的情况：本文列出的容纳在空腔112或任何特定天线中的所有部件的体积的总和是空腔112的体积的至少90％，使得空腔至少被占据90％而没有气隙。优选地，数字90％可以是95％，或更优选地98％，或甚至更优选地99％。以这种方式，可以避免或至少最小化外壳110的界限内空气的外观，其可能创建谐振效应(二次谐振)。此外，部件相对于彼此的移动范围有限，这增加了整个封装的机械强度。

尽管本公开的天线1000不限于与地面穿透雷达应用或者实际雷达应用一起使用，但在这样的应用和其他应用的情况下，通常提供匹配天线对470、480，一个用于发射，并且一个用于接收。图4和图5示出了根据本公开的包括匹配天线对470、480的双天线组件400。如图所示，提供复合外壳410以容纳匹配天线对470、480。外壳410可以包括两个单独但匹配的空腔，每个空腔用于天线对470、480的每一个。每个天线470、480可以另外如关于图1的实施例所示，或者可以如关于图6、图7、图8和图9中所示的替代实施例中的一个所示，并且如下面进一步所述。

在图4和图5的实施例中，外壳在两个空腔的每一个之间提供中央分隔件498。中央分隔件498还可以提供治愈板419的一部分。

从图5显然看出，图4和图5的双天线组件400可以具有正方形占有面积。正方形占有面积的优点在于，它是旋转对称的，以允许双天线组件400直接旋转90°，同时占据相同的空间(参见图11)。外壳410可以提供有固定孔499(通过该孔可以使用螺栓将外壳410固定到例如挖掘机铲斗)。固定孔499可以被选择为保持双天线的占有面积的旋转对称特性，以便允许用户选择以哪个取向安装双天线组件400。

这样，在第一取向中，天线对470、480的每一个被安装成从铲板520行进到铲斗500的背面。在第二取向中，双天线组件相对于第一取向旋转90°，使得天线对470、480中的每一个被安装成相对于铲斗500从一侧行进到另一侧。两个不同的取向可以使它们自身适用于铲斗500的不同用途。

如本领域技术人员所认识到的，可以由具有正方形之外形状的外壳提供旋转对称性。这种替代的旋转对称外壳落入本公开的范围内。

图6示出了图1所示实施例的替代实施例的天线2000。图6与图1的不同之处在于，吸收器组件300被不同地配置。代替微波吸收器310位于空腔的底部处，电介质层320仅在微波吸收器310上方，存在一对电介质层330、340，吸收器310位于其间。下电介质330被放置在空腔112的底部处，吸收器310被放置在下电介质层340上方，并且上电介质层330填充吸收器310上方辐射体组件200之下的空间。

图7示出了图1所示实施例的另一替代实施例的天线3000。图6与图1的不同之处在于，辐射体组件200还包括位于印刷电路板衬底之下和电介质320上方的用于吸收微波辐射的吸收衬垫230。吸收衬垫230可以被涂覆到印刷电路板衬底210的下侧。替代地，吸收衬垫230可以是靠近印刷电路板衬底210的下侧的单独部件。吸收衬垫230可以是石墨的。吸收衬垫230可以经由印刷电路板衬底210电容耦合到印刷辐射体220。(这与未电容耦合到印刷辐射体220的微波吸收器310形成对比。)印刷电路板衬底210可以具有小于0.5mm的厚度，优选地厚度在0.2mm与0.4mm之间，更优选地厚度为0.25mm，与趋向具有大约1.6mm厚度的标准印刷电路板相比，这能够实现电容耦合。

吸收衬垫230可以具有在100Ω/□与1000Ω/□之间的电阻率，更优选地具有在400Ω/□与600Ω/□之间的电阻率。吸收衬垫230可以具有在其整个区域上恒定的电阻，或者电阻可以在其整个区域上变化。吸收衬垫230可以是连续的，或者可以是不连续的。在后一种情况下，它可以被定形为仅在具体区域中与辐射体相互作用。

吸收衬垫230可以被涂刷、喷涂、印刷或以其它方式沉积在衬底210的下侧上。吸收衬垫230的涂刷、喷涂或印刷可以是石墨的胶体溶液。在一种替代方法中，吸收衬垫230可以被沉积在临时表面上并且然后被转移到衬底210的下侧。

电阻衬垫的吸收机制可以是借助于其与辐射体的电容耦合将在电阻吸收衬底中流动电流作为热量耗散。

图8示出了图1所示实施例的另一替代实施例的天线4000。图8的实施例有效地包括图6实施例的附加特征与图7实施例的附加特征的组合。

图9示出了图1所示实施例的另一替代实施例的天线5000。

在图9的天线5000中，吸收器组件300包括多个电介质的叠堆体，其中吸收器在叠堆体中的每对相邻电介质之间。例如，它可以包括在电介质与吸收器之间交替的N个电介质和N-1个吸收器。图9示出了具体示例，其中N＝5。这样，图9所示的示例包括吸收器组件300a，其包括五个电介质层340a和四个吸收器层310a。

在另一个示例(未示出)中，吸收器组件300可以包括上电介质320和吸收器310，并且代替下电介质330，可以存在N个电介质和N-1个吸收器。(换句话说，在电介质310上方，吸收器组件可以是图8所示的类型，而在电介质310下方，吸收器组件可以更类似于图9所示的那种。)在一个特定的布置中，10mm厚的下电介质330可以替换五个均为2mm厚的电介质340a，其中插入有吸收器片310a。

还可以通过采用不连续的吸收或电介质元件来适配天线的吸收性质。

图10示出了图1所示实施例的另一替代实施例的天线6000。代替图8的天线4000的连续吸收器层310，可以存在不连续的吸收器层310a。(如本申请的所有附图一样，技术人员理解在吸收器层310a中的不连续性的表示的高度示意性特质。)

微波吸收器层310a中的不连续性除了其与辐射体220的距离之外，还进一步降低了辐射体220与微波吸收器310a之间电容耦合的可能性。

本公开涵盖了单独地或组合地使用这些不同的吸收特征。可以根据特定应用来选择吸收特征的精确组合。

如先前在图11的上下文中所述，本公开的天线(特别是双天线组件400)的一个应用是在用于诸如挖掘机铲斗500的机器加工工具的雷达系统1的上下文中。(应当注意，图11的双天线组件400不具有上述旋转对称安装特征。)

除了天线组件400之外，图11实施例的挖掘机铲斗500可以包括顶部空腔(图11中不可见)，该顶部空腔在铲斗500相对于基部510的相对面处被包围在铲斗空腔540内。顶部空腔可以包括由紧固件附接就位的可移除面板。

挖掘机铲斗500还可以包括铲斗空腔540内的一个或多个导管(图11中未示出)，其在双天线组件400中的每个天线470、480与顶部空腔之间提供连接。

顶部空腔可以包含雷达控制模块。雷达控制模块可以包括数字印刷电路板和模拟印刷电路板中的一个或两者。

同轴电缆(未示出)促进双天线组件400中的每个天线470、480与雷达控制模块之间的通信。同轴电缆在导管中形成通道。

可以采用多个紧固件来将双天线组件400紧固到挖掘机铲斗500的基部510。紧固件可以被安装成使得它们不会突出到基部510的表面之下。以这种方式，它们较不容易受到损伤。相反，紧固件被安装成使得它们突出到铲斗空腔540的内表面上方。这是为了在需要替换天线组件400的情况下使紧固件更容易地被磨掉(例如，角磨机)。尽管可以采用可释放的紧固件，但是为了其预期目的而使用挖掘机铲斗常常意味着紧固件可能被弯曲或损伤，这意味着去除紧固件最有效的方法可以是将它们磨掉。

每个紧固件可以包括螺栓和螺母。螺栓可以包括与基部510的表面齐平的头部。螺母可以位于挖掘机铲斗500内部并且突出到铲斗空腔540的内表面上方。

尽管图11的实施例中未示出，但是固定孔的位置可以被选择以保持双天线组件400的旋转对称特性。

这样，双发射器组件400的取向可以使得发射器470优先地在朝向铲板520的方向上发射，并且接收器480优先地从面向铲板520的方向上接收。替代地，通过释放固定件并且将双天线组件400旋转90度，相同的固定件和固定孔可以用于附接天线组件400，使得发射器470优先地在横向于铲板520的方向上发射，并且接收器480优先地在横向于铲板520的方向接收。

如上所述，信号经由双天线组件400与位于挖掘机铲斗400的顶部空腔内的雷达控制模块之间同轴电缆发送。将雷达控制模块与双天线组件400分隔开意味着只有那些相对于切割铲板的位置重要的部件以这种方式定位。相反，相对于挖掘机铲板520的位置不重要的那些元件，例如雷达控制模块的那些元件，位于在距挖掘机铲板520一定距离处。这意味着它们可能较不易受来自挖掘机铲斗500的挖掘机铲板520和基部510的其余部分冲击地面或待挖掘的其他材料的冲击的损伤。

尽管图11中所示的实施例涉及挖掘机铲斗500，但应当注意，所要求保护的天线和更宽的雷达系统适用于更宽范围的潜在应用。例如，其他应用将包括其他机械加工工具，例如钻孔工具、螺旋钻、连枷和表土疏松机。

从具有加工工具的机器的领域之外来看，其他应用将包括空中交通工具，包括自主飞行器，例如无人机。这些实施例对于其中寻求地下轮廓的目标的应用可能是特别有用的，可能是在建筑工作预期中。

不论应用如何，雷达系统可以涉及获取要与雷达系统输出信息匹配的地理位置数据，以便构建经受雷达系统分析的区域的地下地图。

本公开的雷达系统特别地适合于低成本应用，例如在机械加工工具中，其中，工具的整个范围可能需要该系统，并且其中，工具的环境使得部件更换可能比其他雷达应用更频繁。此外，与很多现有技术雷达系统相比，本公开的雷达系统是低功率解决方案，并且因此，其适合于低功率是特别有益的应用，例如在具有小电池组的小规模自主飞行器的上下文中，以及在期望雷达系统对飞行范围具有最小影响的情况下。

本公开的雷达系统不限于地面穿透应用，但是它特别地适合于其中天线位置相对于地面可能在近处(其中地面耦合的必要的)与远处(其中空气耦合是必要的)之间移动的应用。

在以下编号条款中阐述了本公开的其他方面：

1、一种用于地面穿透雷达系统的天线，所述天线包括：

外壳，所述外壳限定具有开口的空腔，所述空腔包含：

辐射体，所述辐射体在平面衬底的第一表面上，所述辐射体在包括在所述衬底的所述第一表面上或与所述衬底的所述第一表面相邻的平面蝴蝶结形导电层；

吸收衬垫，所述吸收衬垫在所述衬底的与所述第一表面相对的第二表面上，或与所述衬底的与所述第一表面相对的所述第二表面相邻；

耐磨块，所述耐磨块位于所述辐射体与到所述空腔的所述开口之间，所述耐磨块用于为所述辐射体提供机械保护；以及

吸收器组件，所述吸收器组件位于所述辐射体的与所述开口相对的一侧上，所述吸收器组件包括位于第一电介质层与第二电介质层之间的吸收器层，使得所述吸收器层电容耦合到所述辐射体并且电容耦合到所述外壳。

2、根据条款1所述的天线，其中，所述衬底包括印刷电路板衬底，并且其中，所述辐射体被印刷在所述印刷电路板衬底上。

3、根据条款1或条款2所述的天线，其中，所述吸收器组件包括：包括N个吸收器层和N+1个电介质层的层的分层布置。

4、根据任一前述条款所述的天线，其中，所述衬底具有小于1mm、优选地小于0.5mm、更优选地小于0.25mm的厚度。

5、根据任一前述条款所述的天线，其中，所述吸收衬垫的至少一部分具有400Ω/□与600Ω/□之间的电阻率。

6、根据任一前述条款所述的天线，其中，所述吸收衬垫和所述吸收器层中的一个或两者包括石墨或由石墨组成。

7、根据任一前述条款所述的天线，其中，所述外壳是金属的，优选为地铝或铝合金的。

8、根据任一前述条款所述的天线，其中，所述外壳包括具有孔的板，所述孔提供所述外壳的所述开口，使得所述板围绕所述开口。

9、根据任一前述条款所述的天线，其中，所述耐磨块、所述第一电介质层和所述第二电介质层中的一个或多个具有在1.0与4.0之间的介电常数，优选地具有2.7的介电常数。

10、根据任一前述条款所述的天线，其中，所述耐磨块、所述第一电介质层和所述第二电介质层中的一个或多个包括塑料或者由塑料组成，优选地包括聚碳酸酯或者由聚碳酸酯组成，更优地选包括D60或者由D60组成。

11、根据任一前述条款所述的天线，其中：

以下部件的体积的所述总和是所述空腔的所述体积的至少99％：所述耐磨块；所述平面衬底；包括平面的所述辐射体；所述吸收衬垫；以及所述吸收器组件，

使得所述空腔被占据至少99％而没有气隙。

12、根据任一前述条款所述的天线，还包括同轴传输线，优选地包括变压器。

13、根据任一前述条款所述的天线，还包括平衡-不平衡变换器，所述平衡-不平衡变换器靠近所述辐射体的所述蝴蝶结形导电层的中心安装在所述衬底上。

14、根据条款13所述的天线，其中，所述平衡-不平衡变换器的传输线位于与所述辐射体的平面平行的平面中。

15、根据条款12至14中任一项所述的天线，其中，所述耐磨块包括凹陷以容纳所述平衡-不平衡变换器和/或所述同轴传输线。

16、一种双天线组件，包括匹配天线对，其中，所述匹配天线对中的每一个均是根据任一前述条款所述的。

17、根据条款16所述的双天线组件，包括复合外壳，其中，所述复合外壳包括所述天线对中的第一天线的外壳以及所述天线对中的第二天线的外壳。

18、根据条款17所述的双天线组件，其中，所述复合外壳是旋转对称的，使得所述复合外壳能够被安装为左右具有所述天线对或者上下具有所述天线对。

19、根据条款16至18中任一项所述的双天线组件，其中，所述复合外壳在所述辐射体的平面中具有正方形形式。

20、一种挖掘机铲斗，包括根据条款16至19中任一项所述的双天线组件。

工业适用性

本公开的天线适用于各种各样的工业应用，例如上文提到的那些应用。特别地，本公开的天线可以合适于地面穿透雷达应用。例如，该天线可以适用于与机械加工工具一起使用的雷达系统，使得可以实时地向操作员提供反馈，这允许在切入地面中之前立即提供反馈。这使得能够适当地发现和/或避开地下特征。在另一示例中，该雷达系统可以合适于测量应用。测量应用可以涉及在空中交通工具或地面交通工具中安装雷达系统，它们被设计成或许通过系统地穿过(例如，以行或列)要测量的地点来完成对该地点的测量。