基于嵌入式的电子防暴探测器的设计和实现

发布时间：2020-03-19 23:37

【摘要】：本文设计的电子防爆探测器是基于嵌入式的。其功能是对带有电子定时装置的爆炸物进行探测；同时它还可以对隐蔽的窃听器和摄像头进行探测。因为PN结是构成电子器件特别是芯片的基本结构,所以对电子设备的探测实际上就是对PN结的探测。电子防爆探测器的工作原理是基于谐波雷达的原理：利用PN结的非线性特性,通过接收经PN结的非线性作用产生的二次谐波来对PN结进行探测和识别。在探测器设计方面,本文结合目标的非线性模型,分析和推导了谐波目标探测器的散射功率公式,讨论了谐波探测器的系统实现方案,并且提高了系统发射机的抑制谐波能力。在探测器终端实现方面,考虑到基于嵌入式探测器显示终端软件的稳定性、可靠性和实用性,本人决定操作系统选用Linux。探测器终端的设计主要包括硬件平台的构建、软件开发平台的搭建和终端应用软件的开发。硬件平台的构建是整个设计的基础,硬件平台采用基于ARM920T的多接口高性能CPU S3C2410处理器。软件开发平台的构建基于宿主机—目标机模式。显示控制终端应用软件的开发包括：根据显示终端软件功能需求,进行软件模块划分；目标信息显示程序的设计和RS422通信程序的编写。
【图文】：

伏安特性曲线,伏安特性,空间电荷区,PN结

不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在P区和N区交界面附近，一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的PN结。在这个区域内，多数载散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层侧呈现负电荷，N区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由N区指电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故场。内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响:场将阻碍多子的扩散，二是P区和N区的少子一旦接近PN结，，便在内电场漂移到对方，使空间电荷区变窄。因此，扩散运动使空间电荷区加宽，内电有利于少子的漂移而不利于多子的扩散;而漂移运动使空间电荷区变窄，内电有利于多子的扩散而不利于少子的漂移。当扩散运动和漂移运动达到动态平界面形成稳定的空间电荷区，即PN结处于动态平衡〔2，。2.3PN结的伏安特性PN结点及一般半导体器件中的PN结，它的伏安特性曲线如图2.2所示

模型图,非线性目标,模型,PN结

一式(2.1)中，15是与外加电压无关的系数，称为反向饱和电流。它与PN结点中载流子浓度、扩散情况和温度等因素有关;q为电子电荷量，q=l.602x10一19C。v为结点两端正向电压;T为绝对温度，单位为K，k为波尔兹曼常数，k=l.38x10一23)/K。由于e月vkT>)1，那么工、工sxeq侧kT，PN结点正向电流与两端正向电压为指数关系，显然PN结的伏安特性成非线性，所以PN结目标就是非线性目标。这种非线性关系即可产生谐波再辐射。我们要对PN结建模实际上就是对非线性目标的建模，从中可推导出一般的规律，为探测器的设计打下理论基础。2.4探测非线性目标的建模依据目标散射机理，非线性目标散射过程模型可以用下图表示，其包括接收、非线性和再辐射三个部分。图示物理模型的工作过程:目标对接收到的电磁波，通过非线性单元而产生谐波分量，然后再将各种频率分量向外辐射。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP368.12

【参考文献】