[发明专利]一种电磁波探地系统及其方法

说明书

本申请公开了一种电磁波探地系统及其方法，包括主机、发射组件、接收组件和计算机，主机包括依次连接的FPGA、晶体振荡器、前置触发器、取样脉冲发生器和依次连接的时变增益放大器、A/D转换器、锁存器、DSP、USB，USB与计算机连接；发射组件包括依次连接的发射脉冲源、发射天线和发射天线罩，接收组件包括依次连接的取样门、接收天线和接收天线罩；FPGA包括时钟同步信号源、A/D转换时序控制器和与时钟同步信号源连接的步进延时控制器、时变增益控制器，时变增益控制器控制时变增益放大器，A/D转换时序控制器与A/D转换器连接。通过FPGA、发射/接收天线罩控制电磁波发射和接收，根据回波分析介质，提高工作效率。

技术领域

本申请涉及工程物探技术领域，尤其涉及一种电磁波探地系统及其方法。

背景技术

电磁波探地技术是一种新型有效的地下目标探测手段。它通过发射天线发射高频宽带电磁波,然后利用接收天线接收来自地下的回波，最后通过对回波的分析，推断地下介质的结构。由于电磁波在介质中传播时，波的传播特性将随所通过介质的电性质及几何形状而变化，因此，根据所接收回波的旅行时间、幅度与相位信息，可推断介质的结构及性质等。

现有的利用电磁波实现探地功能的系统主要是探地雷达。探地雷达主要包括发射机、发射天线、接收机、接收天线、处理器和显示器，还包括电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。在使用过程中，发射机通过发射天线将电磁波发射到地下，电磁波经过地下介质的作用后形成回波，回波经接收天线接收到接收机中，并将接收机中的回波进行分析，即可推测出地下介质。

但现有探地雷达的处理器出现故障或者需要升级时，需要将整个主机重新替换，使得设备的利用率减小，进而影响了雷达的工作效率。为了解决这个问题，提出了一种电磁波探地系统及其方法。

发明内容

本申请提供了一种电磁波探地系统及其方法，以解决设备的利用率低、降低工作效率的问题。

为了解决上述问题，本申请提供以下的技术方案:

一种电磁波探地系统，包括主机、发射组件、接收组件和计算机，其中：主机包括FPGA、晶体振荡器、前置触发器、取样脉冲发生器、时变增益放大器、A/D转换器、锁存器、DSP和USB，发射组件包括发射脉冲源、发射天线和发射天线罩，接收组件包括取样门、接收天线和接收天线罩；前置触发器、发射脉冲源、发射天线和发射天线罩依次电连接，取样脉冲发生器、取样门、接收天线和接收天线罩依次电连接，取样门与时变增益放大器、A/D转换器、锁存器、DSP、USB和计算机依次电连接；FPGA包括时钟同步信号源、步进延时控制器、时变增益控制器和A/D转换时序控制器，时钟同步信号源分别电连接晶体振荡器、前置触发器、步进延时控制器和时变增益控制器，步进延时控制器与取样脉冲发生器电连接，时变增益控制器控制时变增益放大器，A/D转换时序控制器与A/D转换器电连接。

可选地，时变增益控制器与时变放大控制器、D/A转换器、时变增益放大器依次电连接。

可选地，取样脉冲发生器包括雪崩三极管、阶跃二极管。

可选地，接收组件还包括低躁放大器，低躁放大器分别述取样门和接收天线电连接。

可选地，发射天线罩与接收天线罩并列设置。

可选地，发射天线罩与接收天线罩均为玻璃钢天线罩，且在发射天线罩与接收天线罩的内、外表面均设置有吸收波层。

一种电磁波探地方法，包括以下步骤：

设定好参数的计算机向主机发送指示；

主机中的时钟同步信号源产生脉冲信号，并将产生的脉冲信号分别传输给前置触发电路和步进延时控制器；

前置触发电路整形后的脉冲信号发送给脉冲源，脉冲源通过发射天线和发射天线罩将脉冲信号发送出去；