[实用新型]一种高铁路基沉降监测雷达装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高铁路基沉降监测技术，具体地说是一种基于微波雷达技术的路基沉降监测雷达装置。 

背景技术

铁路是国民经济的大动脉，在国民经济中发挥着重大的作用，在高速铁路运营条件下快速、高精度地进行高速铁路路基沉降变形的实时监测，是一个重大课题。 

目前，高速铁路路基沉降变形的常规检测方法有全站仪、激光测距机、液体沉降系统等，这些方法均不能实现全天候、全自动实时检测。 

所述全站仪，一般用于施工阶段对沉降量进行观测，为人工操作，效率低，不能实现自动监测。 

专利《一种自适应扫描路基沉降远程监测装置与方法》，公开号101709968A，采用光学系统来实现沉降监测。其主要缺点是：激光受雨雾、灰尘等环境影响较大，且该装置含机械运动部件，可靠性不高，难以实现长期、稳定、全天候工作。 

专利《一种路基沉降监测设备》，申请号201120198678.7，采用液体方法监测路基的沉降，其基准点设置有盛放液体的容器，在检测点处设置有上口密封的检测容器，该检测容器通过连通管与容器连通，检测容器内的液体顶部与压力传感器接触。该监测方法精度较差，并且一旦损坏或液体泄漏，则难以修复。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高铁路基沉降的监测雷达装置，该监测装置可远程自动读取的高铁路基路基沉降量，供铁路运营管理决策使用。 

本实用新型通过微波雷达系统对微小位移量进行测量，采用毫米波雷达技术结合固定于沉降板上的角反射体获得高精度位移测量结果，从而对高速铁路路基沉降量进行自动化监测，提高线路运行的安全性，减少财产损失。 

本实用新型是这样实现的： 

本实用新型之路基沉降监测雷达装置，主要由微波雷达收发机、沉降板、角反射体组成；沉降板由一个直径10cm-50cm的平行于地面的金属板及在板中心焊接的垂直于地面的金属杆组成，角反射体安装在沉降板的金属杆上，角反射体的反射最强方向指向微波雷达天线； 

所述微波雷达收发机，其电路主要由发射天线、DDS、调制器、功率放大器、混频器、接收天钱、低频放大器、信号处理器、通讯接口组成；DDS在低频产生FMCW信号，经过调制器产生射频信号，一路通过功率放大器后进入发射天线，另一路与来自接收天线接收的信号，通过混频器，再经过低频放大器直接送给信号处理器进行回波频谱分析，信号处理器计算好相应频率对应的距离后，把结果通过通讯接口送出。 

该微波雷达收发机，用于获取雷达天线与角反射体之间的位移信息；预埋在路基下的沉降板用于感知路基的沉降情况，并将路基沉降量通过金属杆传递到角 反射体上，便于雷达对沉降信息进行获取；雷达数据处理器将处理后的数据通过无线电传输至监控中心。 

所述沉降板，埋于地下，沉降板上的金属杆之上端露出地面。 

单线高铁轨道的每个监测断面，预埋1-3个沉降板；双线高铁轨道的每个监测断面，预埋2-6个沉降板。 

所述角反射体，由三个相互垂直的等边直角三角形或三个相互垂直的矩形板组成。该角反射体为金属导电材料。 

本实用新型通过微波雷达、沉降板、角反射体和数据传输系统的相互配合，实现了对高铁路基沉降量的实时、全自动、高精度测试。尤其适用于地形复杂、自然环境恶劣的路基沉降的无人值守的路基沉降监测。 

本实用新型的基本原理、基本构造和方法，也可应用于高速公路、桥梁等领域的沉降检测。显然，在不背离本实用新型基本原理及其范围的情况下，本领域的技术人员可以根据本实用新型作出多种相应的改变和改进，但这些改变和改进都属于本实用新型的保护范围。 

附图说明

图1.本实用新型监测装置的构造示意图 

图2.本实用新型监测装置的微波雷达电路方框图 

图3.信号流程之方框示意图 

图4.一部雷达实现对6个目标的实时监测示意图 

图5.用坐标图显示和分析FMCW信号流程 

图中，01微波雷达收发机、02角反射体、03有金属杆的沉降板；101DDS、 102调制器、103功率放大器、104发射天线、105接收天钱、106低频放大器、107信号处理器、108通讯接口。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。 

实施例1一种高铁路基沉降监测雷达装置