在越来越多的工程应用中,地面探地雷达可以满足人们探测地下的地质环境需求,但是高介电常数的介质会抑制信号的传输距离,导致探测范围有限,所以在井中运用钻孔雷达进行探测越来越受到重视。本文结合钻孔雷达天线的设计要求,仿真设计了钻孔雷达系统收发天线,分别为:全向加载偶极子发射天线和全向圆极化发射天线、圆柱形单极子定向天线。本文首先围绕钻孔雷达和钻孔雷达收发天线介绍了其国内外发展及研究现状,然后简要阐述了钻孔雷达技术原理及天线理论基础,在电磁波传播过程中造成影响的因素,以及雷达波的探测范围和介质电磁性质的关系,接着分析讨论了钻孔雷达系统工作频率,分析了对馈电脉冲的选择,然后系统介绍了天线频域和时域的特性参数以及钻孔雷达天线特点、天线小型化技术,最后是本文设计的三款收发天线,具体如下:设计了一种电阻加载的偶极子全向发射天线,采用加载方式,在偶极子的两臂上隔相同距离加载电阻,并在电磁仿真软件上仿真优化,分析天线参数变化对天线性能的影响,扩展了天线带宽,同时降低了天线辐射脉冲的拖尾震荡;其次对比线极化波,圆极化波具有抗干扰能力强等优点,由此设计了一款由四个倾斜放置的宽带偶极子实现全向圆极化辐射的发射天线,其中偶极子的倾斜角度为45°,馈电网络包括四个宽带巴伦和一个阻抗匹配电路,对这四个宽带偶极子进行馈电,仿真优化后天线具备宽频带、低不圆度、结构紧凑的特点,实现了优秀的方位面全向辐射性能;再次,为了使钻孔雷达系统能更加小型化,具有较高分辨率,设计了一款圆柱形单极子定向天线,顶端集总参数加载并与钻孔共形,天线的高度、直径分别为182mm、67mm,采用一阶高斯脉冲信号对天线进行馈电,实现了较好的低频时域特性和定向性,在最优参数下加工了天线,经过调试,测试结果和仿真结果一致。最后总结全文,阐述了本文特点和不足之处,展望了钻孔雷达系统收发天线的未来。