沖激脈沖探地雷達數字采樣接收機系統(tǒng)的設計.pdf

1、探地雷達(Ground Penetrating Radar)是利用高頻電磁波來探測目標介質內部物質分布規(guī)律的一種地球物理方法。探地雷達具有高效、無損、實時成像等優(yōu)點,在工程、環(huán)境、水文地質調查、考古、軍事、生物醫(yī)療等領域有廣泛的應用。隨著探地雷達應用領域的不斷拓展,人們對探地雷達技術的要求也越來越高。因此對探地雷達技術的研究具有重要的意義。
　　本文首先對探地雷達的發(fā)展歷史以及國內外的研究進展情況作了詳細的介紹。其次,介紹了探地雷

2、達的基本原理以及現有體制分類,著重介紹了脈沖體制探地雷達的應用與優(yōu)缺點。再次,介紹了沖激脈沖探地雷達接收機的實現原理以及關鍵技術。最后,本論文詳細介紹了接收機的整體規(guī)劃設計方案,并對涉及到的電路模塊進行了具體的分析與設計,然后對實際電路進行了調試并將實驗測得的結果作了介紹。
　　本文主要研究沖激脈沖探地雷達接收機系統(tǒng)的設計。探地雷達接收機是整個系統(tǒng)的核心部件,接收機的性能指標直接影響到整個系統(tǒng)的總體性能。本文設計的接收機由可變增益

3、放大電路、采樣保持電路、高精度延時電路、A/D轉換電路、FPGA系統(tǒng)控制電路組成。接收機的指標為:工作帶寬在0.1 GHz-1 GHz;靈敏度為-76dBm;等效采樣率2GS/s;噪聲系數小于2dB;采樣時窗可達120ns,能夠實現對1-5m的地下介質進行探測;目標分辨率在0.2m。
　　為了實現接收機系統(tǒng)的設計要求,本文首先研究了可變增益放大電路的實現,實現了0dB、20dB、40dB的增益可調變化。其次,著重研究了基于等效時間

4、采樣原理的采樣電路的實現,該部分包含采樣保持電路、高精度延時電路、基于 SRD的取樣脈沖電路的設計等。最后研究了基于 FPGA的系統(tǒng)控制電路以及控制程序的實現,完成了利用Altera公司的CycloneIII系列的FPGA芯片實現了對接收機系統(tǒng)的整體控制以及對數字信號的傳輸處理。
　　最后,對設計的沖激脈沖探地雷達接收機進行的加工調試。然后將整個沖激脈沖探地雷達系統(tǒng)進行了整體測試,特別對設計的探地雷達接收機各部分電路進行了實際測試