四通道宽频发射机系统的研究与设计

发布时间：2018-11-06 19:48

【摘要】：随着高科技的快速发展,各个领域的工作效率在不断提高,与此同时煤矿的开采技术和开采效率也在不断进步和提高,然而煤矿突水及瓦斯安全等突发性事故仍时有发生。针对煤层周边地质情况复杂,煤矿安全事故较多等问题,该论文设计了一种能够提前探测煤层中的水和气体的无线发射系统。本文研究的是四通道宽频发射机系统,该系统主要由信号发生器模块、功率放大器模块以及天线模块等组成。信号发生器是利用当前比较流行的FPGA设计实现,在QuartusⅡ13.1开发环境下,通过编写Verilog硬件描述语言,智能、快速的产生需要的高频信号,最后编写测试文件调用ModelSim对产生的信号进行仿真验证;功率放大器则根据前后信号功率需求,采用的是PHILIPS公司的高频功率晶体管BLF404,用Altium Designer软件实现晶体管外围电路及PCB设计,并对晶体管进行ADS仿真;天线部分则采用的是适合无线探测的微带天线,综合考虑最终采用的是半波长双频的微带贴片天线,用HFSS对天线进行仿真优化,制作实物天线。系统设计主要由FPGA产生四路高频脉冲信号,分别通过功率放大器后,经天线将高频信号馈入地下,由此完成发射功能。利用多通道、多频点技术的特点,可以探测地下介质的种类及分布结构情况,这对在煤矿开采过程中提前了解煤层周围情况,降低煤矿安全事故有一定的实际意义。对于该系统,本文将各个模块进行了相应的分析与仿真。结果表明,四通道宽频发射机系统的设计是可实现的,它可以对煤层中的水、气体进行检测,对无线超前探测技术的研究应用起到了推广作用。
[Abstract]:With the rapid development of high technology, the work efficiency in various fields is constantly improving, at the same time, the mining technology and efficiency of coal mines are also improving. However, sudden accidents such as water inrush and gas safety still occur from time to time. In view of the complex geological situation around the coal seam and the frequent coal mine safety accidents, this paper designs a wireless emission system which can detect the water and gas in the coal seam in advance. This paper studies a four-channel broadband transmitter system, which consists of signal generator module, power amplifier module and antenna module. The signal generator is realized by using the popular FPGA design at present. Under the development environment of Quartus 鈪，

本文编号：2315288