本发明属于探地雷达相关技术领域，其公开了一种混合加载的双极化探地雷达阵列天线，天线包括相互垂直的垂直极化天线组和水平极化天线组以及射频开关，其中：垂直极化天线组包括背部均设有屏蔽腔体的垂直极化发射天线和垂直极化接收天线；水平极化天线组包括背部均设有屏蔽腔体的水平极化发射天线和水平极化接收天线；垂直极化发射天线和水平极化发射天线通过所述射频开关连接；垂直极化接收天线与水平极化接收天线通过射频开关连接。本申请可有效提高现有单极化探地雷达的探测能力，从而获取更多地下异质体信息，并且单次探测可得到两幅雷达图像，大大提高了探测效率。