2025 年 12 月 1 日发布的《2025 年地雷监测报告》，2024 年全球记录到超过 6000 起地雷事故，造成 1945 人死亡、4325 人受伤，这是 2020 年以来的年度最高纪录。目前，全球至少有 58 个国家和地区遗留有杀伤人员地雷，超过一亿枚地雷深埋地下，无法彻底清除，而且这个数字还在不断攀升。2025 年12 月 27 日，拉脱维亚、爱沙尼亚和立陶宛正式退出《渥太华禁雷公约》。2026年 1 月 10 日，芬兰正式退出《渥太华禁雷公约》。2026 年 2 月 20 日波兰正式退出《渥太华禁雷公约》，以便生产杀伤人员地雷用于边境防御。截止 2024 年12 月 6 日乌克兰境内的地雷数量已超过 600 万枚,使其迈入全球地雷埋设最为密集的国家之列。
        现代地雷分为非金属杀伤人员（AP）地雷和反坦克（AT）地雷两大类。最常用的排雷方法从金属探测器（MD）到训练有素的狗、化学方法等。杀伤人员地雷是最常见的地雷类型，也是最难探测的，因为它们体积小、塑料外壳、种类繁多，地雷尺寸一般长约 6 厘米，高 2 厘米，使用传统的金属探测器很难探测到。使用手持探针进行探测是一个缓慢而昂贵的过程，操作者也置于危险的处境。反坦克地雷比杀伤人员地雷尺寸要大、威力更强大，它们含有更多的金属和炸药，它们的尺寸为 15 至 30 厘米，厚度为 5 至 9 厘米，因此容易探测到。探地雷达是一种非侵入性技术，它的特点是电磁波能够穿透地层探测到地雷，是一种最受关注、也是认为最有前景的排雷技术。

        但是探地雷达探测地雷致命的缺点是天线离地面太近，容易触发地雷。由于大部分探地雷达天线是地面耦合天线，天线放在地面移动，通过地面介质的介电特性使电磁能量直接耦合到地下。天线离开地面，耦合到地下的电磁能量急剧减少，所以天线离开地面的距离一般小于0.1个波长。对于中心频率为1GHz的天线，0.1个波长是3厘米，还是容易引爆地雷。

        由于地面探地雷达排雷存在很大风险。随着各种载重和续航无人机的快速发展和普及，无人机的成本也大幅度降低，为无人机载探地雷达探雷提供了条件。无人机载探地雷达的应用能够快速覆盖雷区，而不会在探雷期间引爆地雷的风险。无人机载探地雷达探雷的最大技术难题是天线尺寸、探测深度与分辨率的矛盾。无人机载探地雷达天线要采用空气耦合天线，而空气耦合天线的尺寸一般都比较大，但无人机载探地雷达要求天线的尺寸尽量小。由于地雷的尺寸比较小，需要天线具有足够的分辨率，就必须使用高频天线，高频天线的探测深度又比较小。要求天线离开地面最少50cm情况下，高频天线的探测深度很可能就探测不到地雷。

        目前世界上无人机探测地雷的探地雷达系统屈指可数。哥伦比亚哈维里亚那天主教大学（2017））研制的无人机探测地雷的雷达装置，如图1。天线为平面Vivadi 形状;中心频率2GHz，带宽350MHz至5GHz;单个天线高度28厘米;发-收天线距60厘米;飞行高度0.4米;雷达采集数据时，飞行速度约0.5米/秒,探测深度小于20厘米. 探测的地雷尺寸小于15厘米, 地雷表面积大于60平方厘米。斯洛文尼亚马里博尔大学（2020）的无人机载探地雷达系统，如图2。天线采用了美国佛蒙特大学设计的空气耦合天线，频率范围550 MHz至2.7 GHz。频率域步进雷达（SFCW），200个步进频率，扫描速率为100扫描线/秒。单天线尺寸95毫米×225毫米×180毫米，发射功率4.2瓦。天线彼此平行安装，相距30厘米，天线离地面高度10至50厘米，探测深度20厘米，雷达采集数据时，飞行速度约0.6米/秒。。韩国西江大学（2023）研制一套探地雷达（GPR）和磁力计（MAG）联合机载地雷探测系统，如图3。时域探地雷达，中心频率为1.5 GHz、带宽为3GHz，双通道发射机和接收机天线阵列相互平行安装，相距80厘米，发射天线之间距离12厘米，无人机飞行高度1米，飞行速度为0.5米/秒。探测深度30厘米。

图1. 哈维里亚那天主教大学的无人机探测地雷的雷达装置

图2.斯洛文尼亚马里博尔大学的无人机探测地雷的雷达装置

图3 韩国西江大学的联合机载地雷探测系统

        目前世界上装在无人机上的探地雷达主要问题是，天线的尺寸比较大，飞行高度和探测深度都比较小，发射天线与接收天线相距较远，电磁波处于斜射，水平分辨率不高。雷达的扫描速率比较低，所以飞行速度很慢，效率比较低。为了减轻雷达的重量，天线都不屏蔽，信噪比较低。

        西南交通大学深圳研究院昝月稳教授研究车载探地雷达远距离探测系统与远距离探测技术 24 年，以时域瞬态脉冲电磁理论为基础，总结出一套超宽带空气耦合天线设计理论，设计并研发了 900MHz 空气耦合天线，其特点是尺寸小（如图 4）、全屏蔽、探测深度大、分辨率高、扫描速率高。天线尺寸是上述国外空气耦合天线尺寸的五分之一。发射功率仅为 2.8 瓦，探测深度在天线离地面 4m 高度的情况下，可以探测到地下 1.5 米（地下介质的介电常数 7.5）。分辨率高：接收天线接收到的信号带宽 2.1GHz，保证了回波为窄脉冲;收发天线距离 10 厘米,保证了电磁波近似垂直入射；可以远距离探测，探测区域位于天线的远场，电磁波传播为平面波，以及偏移成像技术保证具有足够高的横向分辨率。扫描速率高，雷达的扫描速率为 976 扫描线/秒,是国外同类系统扫描速率的 9.8 倍，从而提高了无人机的飞行速度和探测效率。上述参数在车载的情况下都经过了验证，系统稍做改动就可装在无人机上。昝月稳教授的超宽带空气耦合天线设计理论，彻底改写了当前 TEM 喇叭天线的设计理论。该理论与技术领先于世界。昝月稳教授正向有关部门申请，经有关部门许可，将这项技术用于国际人道主义探雷。

图 4 西南交通大学深圳研究院 900MHz 空气耦合天线