一种提高探地雷达脉冲发射频率的系统技术方案

本发明专利技术提供一种提高探地雷达脉冲发射频率的系统，包括电源模块、可编程数字电路模块、发射模块和接收模块；所述可编程数字电路模块用于将脉冲触发信号传输给发射模块；所述发射模块用于触发脉冲发生通道发生脉冲波形并发射出去；所述接收模块用于接收发射模块发射出去脉冲波形信号，从而将脉冲波形传输给所述可编程数字电路模块进行数据处理；所述可编程数字电路模块还用于控制脉冲触发信号的产生时间，从而同步控制发射模块中若干个脉冲波形的产生时间；本发明专利技术通过组合低重复频率下的脉冲波形，在发射模块输出端等效得到一个更高重复频率的脉冲波形，能够更好的满足探地雷达在道路基础设施普查时的需要。路基础设施普查时的需要。路基础设施普查时的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种提高探地雷达脉冲发射频率的系统


[0001]本专利技术涉及探地雷达
，特别涉及一种提高探地雷达脉冲发射频率 的系统。

技术介绍

[0002]地雷达的发射机在时域内以事先约定的重复频率发射电磁波，接收机以对应的重复频率开启取样门接收反射回来的信号；发射电磁波的重复频率越高，单位时间内，能够采集的信息也越多；当探地雷达应用于道路基础设施普查时，采集到的数据可用于生成连续剖面；发射的冲击脉冲重复频率越高，单位距离内的采样点数越多，探测数据的精确度越高；相同探测精度条件下，重复频率越高，探测同一路段所消耗的时间越少，探测车辆也能以更快速度行驶。
[0003]目前探地雷达发射机中，基于雪崩管的传统MARX级联电路能够产生高功率的冲击脉冲，但重复频率低，随着管子级数的增加，重复频率上限会更低；比如，传统MARX电路的最大重复频率只能到50KHz左右，目前一些改良电路的重复频率也只能<300KHz，严重限制了高速应用下的探测精度和探测效率；同时，随着重复频率的提高，等效占空比的增大，雪崩MARX电路中晶体管的功耗也越来越大，输出脉冲幅度的抖动也越来越大，对设备长时间工作带来的影响也越来越明显，因此急需改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种提高探地雷达脉冲发射重复频率的系统以解决
技术介绍
中提及问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术如下技术方案：
[0006]一种提高探地雷达脉冲发射重复频率的系统，其特征在于：包括电源模块、可编程数字电路模块、发射模块和接收模块；所述电源模块用于为所述可编程数字电路模块、所述发射模块和所述接收模块提供工作电压与参考电压；所述可编程数字电路模块分别与所述发射模块和所述接收模块电性连接；所述可编程数字电路模块设有脉冲触发电路模块；所述脉冲触发电路模块设有若干个脉冲触发通道；所述发射模块设有脉冲发生电路模块；所述脉冲发生电路模块设有若干个脉冲发生通道；所述若干个脉冲触发通道分别所述若干个脉冲发生通道一一对应设置；所述可编程数字电路模块用于控制所述脉冲触发电路模块产生若干个脉冲触发信号，从而将若干个所述脉冲触发信号传输给发射模块；所述发射模块用于根据传输的若干个所述脉冲触发信号，若干个脉冲发生通道对应若干个所述脉冲触发信号发生若干个脉冲波形并发射出去，发射出去的若干个所述脉冲波形在传输过程中遇到障碍物会反射；所述接收模块用于接收发射模块发射出去后反射的若干个所述脉冲波形信号，从而将反射的若干个所述脉冲波形传输给所述可编程数字电路模块进行数据处理；所述可编程数字电路模块还用于控制若干个所述脉冲触发信号的产生时间，从而控制发射模块中若干个所述脉冲波形的产生时间。
[0007]对本专利技术的进一步描述，所述可编程数字电路模块还包括同步系统；所述同步系统用于控制所述发射模块和所述接收模块，使得所述接收模块的工作时间与所述发射模块的工作时间同步，还用于控制若干个所述脉冲发生通道中每个通道工作在不同的时间，输出的所述脉冲波形彼此相差的时间Δt。
[0008]对本专利技术的进一步描述，所述发射模块还包括驱动模块、功率合成模块和发射天线；所述驱动模块用于根据传输的若干个所述脉冲触发信号，对应驱动若干个所述脉冲发生通道发生若干个所述脉冲波形；所述功率合成模块用于对若干个所述脉冲发生通道进行隔离，从而降低若干个所述脉冲发生通道之间的相互干扰；所述发射天线用于将若干个所述脉冲波形发射出去。
[0009]对本专利技术的进一步描述，所述接收模块包括高速AD模块、射频开关、滤波器、接收天线、增益可变放大器和低噪声放大器；所述接收天线用于接收发射模块发射出去后反射的若干个所述脉冲波形；所述接收天线接收的若干个所述脉冲波形通过所述滤波器、低噪声放大器和增益可变放大器后进入到高速 A/D模块，将若干个所述脉冲波形进行采集后输入到所述可编程数字电路模块进行数据处理；所述增益可变放大器用于减少或消除每个脉冲发生通道间输出的所述脉冲波形的幅度差异带来的影响；所述增益可变放大器还可以用于补偿所述接收天线接收到的反射波形随时间和距离变长而变得越来越小所带来的影响。
[0010]对本专利技术的进一步描述，还包括时间模块；所述时间模块用于保证每个脉冲发生通道的所述脉冲波形时间差Δt的稳定性和相关性，以及高速A/D模块对每个所述脉冲波形进行采集的同步性。
[0011]对本专利技术的进一步描述，所述可编程数字电路模块中的芯片可以采用 FPGA芯片、MCU芯片，ARM芯片和DSP芯片。
[0012]本专利技术的有益效果为：
[0013]本专利技术提出了一种提高探地雷达脉冲发射重复频率的系统，通过组合低重复频率下的脉冲波形，在发射模块发生端等效得到一个更高重复频率的脉冲波形，能够更好的满足探地雷达在道路基础设施普查时的需要；通过采用可编程数字电路模块来控制发射模块中脉冲发生电路模块的每个脉冲发生通道发生脉冲波形的触发时间，能精细控制Δt，从而让合成脉冲波形周期稳定可控，通过在脉冲触发电路模块和脉冲发生电路模块中设置多个通道，从而在可编程数字电路模块的控制下触发脉冲电路模块触发传输到发生模块中的每个触发脉冲信号的时间和脉冲发生电路模块中发生的每个脉冲波形时间，彼此之间错开，就能形成新的脉冲波形序列，通过组合控制就能成为更高的重复频率；时间上的错开也能使得电路中晶体管的功耗也更加分散，有利于设备的长工作时间。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的系统模块连接图；
[0015]图2是本专利技术的发射模块两个通道没有进行时间同步控制时候的模块图；
[0016]图3是本专利技术的发射模块两个通道没有进行时间同步控制时候的对应的时序脉冲波形图；
[0017]图4是本专利技术的发射模块两个通道增加了精确时间同步控制时候的模块图；
[0018]图5是本专利技术的发射模块两个通道增加了精确时间同步控制的对应的时序脉冲波
形图；
[0019]图6是本专利技术的发射模块八个通道增加了精确时间同步控制的模块图；
[0020]图7是本专利技术的发射模块八个通道增加了精确时间同步控制的对应的时序脉冲波形图；
[0021]图8是本专利技术的发射模块两个通道增加了精确时间同步控制的对应的在示波器上测量得到的两个通道组合以前各自的图形，每个通道波形周期4us，即重复频率250kHz；
[0022]图9是本专利技术的发射模块两个通道增加了精确时间同步控制的对应的在示波器上测量得到两个通道组合以后的图形，波形周期2us，即重复频率500kHz。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术新型进行进一步说明：
[0024]参照图1，一种提高探地雷达脉冲发射重复频率的系统，其特征在于：包括电源模块、可编程数字电路模块、发射模块和接收模块；电源模块用于为可编程数字电路模块、发射模块和接收模块提供工作电压与参考电压；可编程数字电路模块分别与发射模块和接收模块电性连接；
[0025]本实例中，可编程数字电路模块设有脉冲触发电路模块；脉冲触发电路模块设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高探地雷达脉冲发射重复频率的系统，其特征在于：包括电源模块、可编程数字电路模块、发射模块和接收模块；所述电源模块用于为所述可编程数字电路模块、所述发射模块和所述接收模块提供工作电压与参考电压；所述可编程数字电路模块分别与所述发射模块和所述接收模块电性连接；所述可编程数字电路模块设有脉冲触发电路模块；所述脉冲触发电路模块设有若干个脉冲触发通道；所述发射模块设有脉冲发生电路模块；所述脉冲发生电路模块设有若干个脉冲发生通道；所述若干个脉冲触发通道分别所述若干个脉冲发生通道一一对应设置；|所述可编程数字电路模块用于控制所述脉冲触发电路模块产生若干个脉冲触发信号，从而将若干个所述脉冲触发信号传输给发射模块；所述发射模块用于根据传输的若干个所述脉冲触发信号，若干个脉冲发生通道对应若干个所述脉冲触发信号发生若干个脉冲波形并发射出去，发射出去的若干个所述脉冲波形在传输过程中遇到障碍物会反射；所述接收模块用于接收发射模块发射出去后反射的若干个所述脉冲波形信号，从而将反射的若干个所述脉冲波形传输给所述可编程数字电路模块进行数据处理；所述可编程数字电路模块还用于控制若干个所述脉冲触发信号的产生时间，从而同步控制发射模块中若干个所述脉冲波形的产生时间。2.根据权利要求1所述的一种提高探地雷达脉冲发射重复频率的系统，其特征在于：所述可编程数字电路模块还包括同步系统；所述同步系统用于控制所述发射模块和所述接收模块，使得所述接收模块的工作时间与所述发射模块的工作时间同步，还用于控制若干个所述脉冲发生通道中每个通道工作在不同的时间，输出的所述脉冲波形彼此相差的时间Δt。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昶宇，杨超，白旭，陈洁，
申请(专利权)人：大连中睿科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：