探地雷达系统中超宽带脉冲技术的研究与实现

发布时间：2020-03-13 16:10

【摘要】：随着经济的发展,公路、桥梁等交通设施分布越来越广泛,用于保障交通设施安全的调查与监测需求巨大,多种探地雷达系统也被广泛应用其间。相对其他雷达而言,超宽带探地雷达具有更高效、精确无损的探测效果,尤其是对交通设施的智能化监测与养护具有更突出的研究意义。文章研究与设计的主要内容是:对探地雷达系统进行整体规划,以及对重点模块发射端与接收端进行研究与设计实现。本文对超宽带技术的发展背景及其特点做了论述,对超宽带探地雷达的外围电路进行了设计;在系统的发射端,重点对超宽带脉冲发生器进行设计;在系统的接收端,重点对等效采样电路进行了设计。文中突出论述了等效采样理论研究与电路的实现,验证了等效采样方式高速数据采集的可实现性。具体内容如下:(1)对探地雷达系统的外围电路模块进行具体设计。模块包括:天线模块、低噪声放大模块、差分放大模块、数模转换模块、延时模块、振荡电路模块和电源模块。(2)在发射端,通过对基于阶跃恢复二极管和基于雪崩晶体管两种方法的原理研究及电路ADS仿真结果的对比,选择基于雪崩晶体管的方法设计发射端电路。随后对该方法的电路进行进一步的研究与实现,完成了PCB版图设计与实物制作,通过电路的测试,制作实现了可产生脉冲宽度为2ns,幅度为9.5V的超宽带脉冲电路。(3)在接收端,考虑到超宽带脉冲的脉宽窄的特性,选用等效采样的方法来实现信号接收端的实现。文中通过对等效采样电路中的取样信号电路、采样电路、保持电路设计与ADS仿真,论证了等效采样电路可实现性。被采信号经过等效采样电路处理后可以利用普通的A/D转换器进行处理,不再需要采样频率很高且昂贵的ADC。完成了等效采样电路PCB设计与实物制作,通过测试,电路能够有效达到采样与保持效果,检验了等效采样电路的可实现性。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN959

【参考文献】

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本文编号：2586778