【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材质识别
，具体涉及基于超宽带相控阵逐层聚焦的多材质联合识别方法及装置。
技术介绍
材质识别、质量鉴定是工业材质质量检测领域的重要课题。对于由多种材质组成的物体，需分别鉴定出各材质的类别，从而对物体整体的材质组成和质量鉴定做出结论。例如，如何检测物体的内部分层结构及各层的材质，如何识别木制品、金属制品等的内部材质真假及质量优劣，如何辨别材质内部是否混有其他成分并识别其他成分的材质种类等。目前的材质识别的常见方法有光热法识别、颜色识别、电磁识别、回波信号识别、电涡流识别等。光热法识别和颜色识别无法对物体内部的材质进行识别和鉴定，电磁识别只适用于对电磁材料的识别。回波信号识别，如基于回波数据特征提取联合神经网络的材质识别(专利号CN1595195A)，其原理是向待测材质发射超宽带信号，然后从接收的回波中提取回波典型数据的特征值并进行神经网络的训练和识别，完成材质的识别。电涡流识别的方法，如基于电涡流识别复合材料(专利号CN101413921A)，利用金属导体电涡流特性，对金属材质进行识别，并且通过调整探测深度，可实现上下两层复合材料的材质识别，还...
【技术保护点】
基于超宽带相控阵逐层聚焦的多材质联合识别装置，其特征在于包括设备控制模块、信号收发模块、信号处理模块和曲线参数提取模块，其中信号收发模块与信号处理模块相连，信号处理模块与曲线参数提取模块相连，信号收发模块、信号处理模块和曲线参数提取模块均与设备控制模块相连；所述的设备控制模块实现对与其连接的所述模块的控制并输出处理结果，设备控制模块包括中央控制单元、数据存储器和显示设备，其中，数据存储器、显示设备分别与中央控制单元相连接，中央控制单元用于控制信号收发模块、信号处理模块、曲线参数提取模块的工作以及模块之间的数据传输；数据存储器用于存储各模块的处理结果，并提供信号处理模块所需的...
【技术特征摘要】
1.基于超宽带相控阵逐层聚焦的多材质联合识别装置，其特征在于包括设备控制模块、信号收发模块、信号处理模块和曲线参数提取模块，其中信号收发模块与信号处理模块相连，信号处理模块与曲线参数提取模块相连，信号收发模块、信号处理模块和曲线参数提取模块均与设备控制模块相连；所述的设备控制模块实现对与其连接的所述模块的控制并输出处理结果，设备控制模块包括中央控制单元、数据存储器和显示设备，其中，数据存储器、显示设备分别与中央控制单元相连接，中央控制单元用于控制信号收发模块、信号处理模块、曲线参数提取模块的工作以及模块之间的数据传输；数据存储器用于存储各模块的处理结果，并提供信号处理模块所需的输入数据；显示设备对处理进程及结果进行显示；所述信号收发模块为全双工信号收发器，其向待测物发射超宽带信号，并接收待测物各层际的反射回波；所述的信号处理模块用于采集回波信号，并对其进行时域、频域处理，提取反射系数曲线测量值；所述的曲线参数提取模块用于求解各层材质的电磁参数信息，并将求解结果传递给设备控制模块。2.根据权利要求1所述的基于超宽带相控阵逐层聚焦的多材质联合识别装置，其特征在于所述信号收发模块包括超宽带发射器、功率分配器、波束控制器、P个波束子阵收发机和波束形成器；超宽带发射器、功率分配器、波束控制器、P个波束子阵收发机、波束形成器顺次相连接；功率分配器将超宽带发射器功率进行耦合，平均分配给各波束子阵；波束控制器用于实现不同角度不同深度的波束偏转和聚焦，并通过逐层聚焦的深度变化，获得各层材质的厚度信息；P个波束子阵收发机构成相控阵收发器，对聚焦点发射超宽带信号，并接收反射点的回波信号；波束形成器将各子阵接收到的回波信号进行相位补偿并合成为接收波束，P > 2。3.根据权利要求1所述的基于超宽带相控阵逐层聚焦的多材质联合识别装置，其特征在于所述的信号处理模块包括数据采样器、信号预处理器、导波信号处理器和信号处理器，其中信号处理器包括了波段提取装置、功率估计器、幅频分析装置和除法器；数据采样器、信号预处理器和信号处理器顺次相连接；信号预处理器与导波信号处理器相连接，导波信号处理器与设备控制模块中的数据存储器相连接；波段提取装置、功率估计器、幅频分析装置和除法器顺次相连接，除法器的除数由设备控制模块中的数据存储器提供；数据采样器，实现发射信号和回波信号的模数转换，信号预处理器分别实现对同一聚焦点的多次发射信号和回波信号的时间平均，并分别得到平均发射信号和平均回波信号；导波信号处理器通过记录导波的回波时延和波峰数，获得被测物类别、外形、层数的初步信息，并将结果传递给数据存储器；信号处理器对平均回波信号进行时域和频域的处理，提取反射系数曲线测量值，其中，波段提取装置在时域上提取出平均回波信号在聚焦点处的反射波段，功率估计器对平均发射信号和平均回...
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