[发明专利]一种多通道磁感高速目标探测器

说明书

本发明涉及一种多通道磁感高速目标探测器，属于高速目标探测领域。本发明包括信号调理模块、信号采集模块、数据处理模块、电源管理模块、背板总线模块。本发明基于GMI巨磁阻抗效应实现针对多个高速铁磁性运动目标引起的多个磁感探测敏感单元电压输出变化非接触式探测，基于可编程逻辑器件FPGA的数据多维度解算方法解决高速运动目标特性的判据问题，应用交错双平面编程技术实现多通道数据的高速实时处理。本发明还具有如下优点：体积小、功耗低；环境适应性好，可全天候全温度范围内长期稳定可靠工作；结构简单、安装方便、经济性好、后期维护容易。

技术领域

本发明涉及一种多通道磁感高速目标探测器，属于高速目标探测领域。

背景技术

目标探测是信息获取的主要途径，而信息的获取主要是通过探测器实现的。目标信息主要包括目标的位置坐标、距离、方位角等数据信息，而探测系统根据不同的目标信息选用的传感器也各不相同，目前常用的传感器采用的探测体制主要有无线电、激光、红外、磁和声等。磁探测体制具有抗电子干扰能力强，测量结果不受雨、雾等恶劣环境影响的优势而被广泛应用，同时，对于高速铁磁性运动目标，磁探测作为一种被动式的探测测量方法还有不易被发现(即隐身)的优点，这也是被广泛应用的另一原因。

磁探测技术是研究与磁现象有关的物理探测技术，通过非接触式的探测方法，测量固定或移动目标的磁场，并通过信息处理将探测参量转变成相关目标信息物理量。基于磁探测技术实现对高速铁磁性运动目标探测，着力实现磁探测过程的实时处理，为铁磁性运动目标的精确探测识别提供有力的理论和应用支撑具有重要的实际工程应用价值。

发明内容

本发明公开的一种多通道磁感高速目标探测器要解决的技术问题为：针对多个高速铁磁性运动目标引起的多个磁感探测敏感单元输出变化，借助高速数字信号处理技术实现对其进行实时探测、识别、存储以及处理，具有如下优点：(1)利用基于可编程逻辑器件FPGA的数据多维度解算方法解决高速运动目标特性的判据问题；(2)应用交错双平面编程技术实现多通道数据的高速实时处理；(3)体积小、功耗低；环境适应性好，可全天候全温度范围内长期稳定可靠工作；(4)结构简单、安装方便、经济性好、后期维护容易。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种多通道磁感高速目标探测器，包括信号调理模块、信号采集模块、数据处理模块、电源管理模块、背板总线模块。

高速铁磁性运动目标引起基于GMI巨磁阻抗效应的磁感探测敏感单元输出电压发生变化探测，其输出电压信号均为微弱电压信号，幅度及变化范围均为mV级信号，驱动能力较弱，所述的输出电压信号为多通道磁感高速目标探测器的输入电压信号。多通道磁感高速目标探测器配置n个探测通道，磁感探测敏感单元的输出电压信号首先进入多通道磁感高速目标探测器内部信号调理模块。信号调理模块针对输入电压信号变化特点为所有通道配置仪表放大模块、分压网络模块、高阶抗混叠滤波模块和二阶无限增益低通滤波模块。多通道磁感高速目标探测器输入电压信号经过信号调理模块仪表放大、分压、高阶抗混叠滤波以及低通滤波之后通过内部总线接口进入多通道磁感高速目标探测器信号采集模块。

信号采集模块包括A/D模数转换模块、主控制单元、NANDFLASH存储单元和内部总线接口。信号采集模块通过内部总线接口接收来自信号调理模块的n通道输入信号。n通道输入信号首先进入A/D模数转换模块；A/D模数转换模块由主控制单元控制以实现n通道输入信号分时模拟/数字信号转换功能；转换后的n通道数字信号在主控制单元作用下进行编帧打包和数据分流：一方面，数据进入NANDFLASH存储单元；另一方面，数据进入内部总线接口输出至数据处理模块。由于高速铁磁性运动目标引起的变化的电压信号为高频信号，单通道采样率和总采样率均较高，单位时间产生的数据量巨大，对于固定时间长度将产生海量数据需要进行实时处理，通过主控制单元应用交错双平面编程方法实现对NANDFLASH存储单元多通道数据的高速实时处理。