基于漏泄同轴电缆的定位系统设计与实现

发布时间：2020-03-24 08:11

【摘要】：基于漏泄同轴电缆的定位系统是一种周界入侵电磁传感系统,具有广域监控,随形安装,隐蔽性好,漏报率低和受干扰小等优点,该系统广泛应用于边境线、机场、核电站等重要场所,是安防系统发展的主要方向之一。因此,研究基于漏泄同轴电缆的安防系统,具有重要应用价值。论文选题源于“基于漏泄同轴电缆的周界入侵探测系统关键技术研究”基础应用科研项目,针对传统周界安防系统中存在的监控盲区、安装复杂以及易受干扰等问题,设计和实现了一种基于漏泄同轴电缆的周界入侵探测定位系统。论文主要研究工作如下:1.采用理论分析、仿真分析与实验相结合的方法,分析了用作电磁传感器的漏缆结构特性,提出了漏缆的设计方法。实验结果表明:设计出的漏泄同轴电缆,对于入侵者的检测能产生明显的耦合效果,为入侵扰动的提取奠定了基础。2.分析了单频脉冲、线性调频脉冲、巴克码调制脉冲作为漏缆定位系统发射信号的优势。比较分析和实验结果表明:在脉冲宽度一定时,单频脉冲信号的系统结构最为简单,线性调频信号的距离分辨力最高,巴克码信号的抗干扰能力最强。3.提出了提高定位系统回波信号信噪比的相参积累数据处理方法。针对漏缆定位系统的回波信号微弱容易被外界噪声淹没的问题,提出了同步相消的数据处理方法,实现了准确判别不同入侵位置,避免了环境噪声和电磁干扰对定位系统造成的影响。4.将雷达系统中常用的脉冲压缩和信号相关性检测应用于漏缆定位系统,改善了定位系统的距离分辨力和系统定位精度,实验结果表明:在5Gbit/s的数据采样率下,系统的定位精度可达0.1m,距离分辨力小于10m。5.利用FPGA的Verilog硬件描述语言编写了定位算法程序,设计并实现了定位系统数据处理单元。构建了系统硬件框图,设计并实现了定位系统的各个功能模块。实验结果表明:系统中主要的硬件模块符合定位系统的预期要求。
【图文】：

实际漏缆

mf f mf ( m-1,-2 )(2-15)图2.4 频率和模式分布1r(1 )cfP (2-16)2r( 1)cfP (2-17)目前漏泄同轴电缆内外导体间的填充材料多采用经过物理发泡的泡沫作为绝缘介质填充，一般取相对介电常数 r1 2 ，根据图 2.4 可以看出,当1 1f f 2 f ，，即工作频率 ( )1 1f f ,2 f( )1 1f ,2 f 为模单模辐射区，此时为单模辐射，同轴漏缆中传输的电磁波以辐射的形式通过同轴线上的槽孔向外辐射[51]。节距 P 由工作频率 f 确定。2.2.3 耦合损耗传输衰减是描述电磁波在漏泄同轴电缆内部传输时，损失电磁能量程度的指标[52]，
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM248.3

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本文编号：2598057