冲激探地雷达时变增益放大接收系统设计

发布时间：2016-10-16 15:43

  本文关键词：雅泸高速大相岭隧道超前地质预报研究，由笔耕文化传播整理发布。

《沈阳工业大学》 2013年

冲激探地雷达时变增益放大接收系统设计

高阳  

【摘要】：探地雷达是一种比较新的地球物理探测方法，利用宽带电磁波以脉冲的形式来探测介质内部物体或地下结构。探地雷达在地球物理探测等方面有着非常广泛的应用，需要其具有很高的分辨率和效率，因此对于探地雷达的研究具有非常重要的意义。探地雷达接收机的设计直接影响整机的性能，接收部分的时变增益电路可以极大的增加接收机的灵敏度和动态范围。一般文献很少提到时变增益所需的增益曲线获得方法。因此对增益曲线的获得以及时变增益的探地雷达接收系统研究有很大的价值。 本课题的主要工作是设计一款基于时变增益放大的冲激探地雷达接收系统。整个冲激探地雷达的接收系统由微波滤波器、低噪放大电路等高频部分和等效采样电路、时变增益电路等中频部分和FPGA控制模块电路组成。高频的冲激探地雷达回波信号通过滤波和低噪放大电路被滤波放大，然后经过等效采样电路实现下变频，被拉伸放大后的回波信号通过时变增益控制模块被实时放大，然后输出。整个系统在FPGA的控制下完成。 利用时域有限差分法获得了时变增益曲线。完成了高频部分的设计与仿真，仿真软件采用安捷伦公司的ADS。完成了中频等效采样部分的设计与仿真。制作了时变增益控制模块。编写了FPGA对各模块的控制程序。 对于相对介电常数为8，电导率为0.04S/m，相对磁导率为1，磁阻率为0Ω/m，，激励源为高斯脉冲的情况下电磁波在有耗介质中传播进行模拟，得到了这个条件下电磁波的衰减曲线，验证了电磁波在有耗介质中的指数衰减。设计了中心频率为100MHz的微波滤波器，满足了阻带部分20dB衰减的要求。设计的等效采样电路经仿真验证，实现了将高频回波周期拉伸1000倍的效果。设计的时变增益控制模块将模拟的回波信号按照增益曲线进行了实时放大。

【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN958.3
【目录】：

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本文编号：141899