探地雷達(Ground Penetrating Radar,GPR)技術是一種被廣泛采用的無損地球物理測量技術,它利用電磁波在不連續(xù)的介質中會發(fā)生透射和反射的原理來探測地下目標與地質現(xiàn)象,在城市管道檢測、礦物勘探、生命救援探測等工程實踐場景中都有越來越廣泛的應用。隨著人們對探地精度、深度的要求越來越高,對高性能探地雷達的收發(fā)電路進行深入研究和探索也越來越有必要。本文主要研究了超寬帶脈沖式探地雷達收發(fā)電路的設計與實現(xiàn),通過對多種發(fā)射機和接收機的實現(xiàn)方案進行對比分析,提出了復用性強、參數(shù)易調整數(shù)字式脈沖探地雷達發(fā)射機設計方案和實時采樣接收機方案。發(fā)射機以高速DAC為脈沖產(chǎn)生源,配合衰減器、放大器等前端模擬電路來實現(xiàn);接收機以高速ADC為核心,具有高采樣率、高動態(tài)范圍等優(yōu)點。本文的主要工作如下:首先,本文調研和對比了國內外研究現(xiàn)狀,總結了當前探地雷達技術的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢,分析了探地雷達的幾種主要類型。然后,詳細介紹了探地雷達技術的基本理論,研究電磁波尤其是脈沖電磁波在地下介質中的傳播特點,并設計了探地雷達收發(fā)電路的系統(tǒng)結構。其次,本文研究了階躍恢復二極管、雪崩晶體管作為超寬帶脈沖產(chǎn)生器的傳...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1國外典型探地雷達產(chǎn)品

被廣泛用于管道檢測、路基檢測中(如圖1.1(a)所示)；瑞典地質公司研發(fā)的RAMAC/GPR系列探地雷功耗可低至25W，可通過8V電池供電，同時在集成化、數(shù)字化和便攜性上都具有優(yōu)勢，僅2.4公斤的主機重量使其可以實現(xiàn)單人操作(如圖1.1(b)所示)；英國雷迪公司的多功能....

圖2.1探地雷達典型應用示意圖

PC及顯控接收天線圖2.1探地雷達典型應用示意圖沖激脈沖信號在地下物質中傳播時，其脈沖的幅度、時間寬度和傳播路徑會被傳播介質的電特性影響。脈沖電磁波信號在地下傳播路徑的示意圖如圖2.2所示[29]。

圖2.2電磁波信號傳播路徑的示意圖

西安電子科技大學碩士學位論文8圖2.2電磁波信號傳播路徑的示意圖脈沖信號首先在介質1中傳播，由于介電常數(shù)的差異，電磁波在介質分界面處產(chǎn)生反射波。收發(fā)天線相隔的直線距離為d，若脈沖信號在介質1中傳播的來回總時長為t，則介質分界面所處的深度h則可通過公式(2-1)估....

圖2.3被測目標為斜面

標的位置以及形狀。采用天線陣列掃描可以減少掃描次數(shù)，但每次掃描完成后的信息處理量將增大。圖2.3被測目標為斜面圖2.4被測目標為球面

本文編號：4032848