[发明专利]车载阵列式雷达探测系统及快速工作方法

权利要求书

1.一种车载阵列式雷达探测系统，其特征是：包括至少一移动式车载阵列式发射子系统、移动式车载阵列式观测子系统以及车体，其中：

所述车体上设置移动式车载阵列式发射子系统和移动式车载阵列式观测子系统，所述车体上搭载有收发天线、上位机以及记录雷达移动速度的速度记录模块；

所述移动式车载阵列式发射子系统，包括多个发射单元、选频控制模块、相位控制模块、记录存储模块和同步模块，所述选频控制模块通过控制发射单元的串并联组合实现不同主频电磁脉冲的输出，调整频率、改变探测深度与分辨能力，实现对地下目标体多尺度以及多深度探测；所述相位控制模块调整每个发射单元的相位，改变辐射方向，实现对不同方向、不同区域目标体的探测，记录存储模块记录发射单元的数据，并通过同步模块与移动式车载阵列式观测子系统通讯；

所述移动式车载阵列式观测子系统，包括观测采集单元、观测控制模块、存储模块和通讯模块，所述观测控制模块通过控制观测采集单元，以形成与发射单元的阵列对应的接收阵列，所述存储模块存储采集到的观测数据，所述通讯模块记录收发距，实现收发的同步控制，与上位机通讯收发命令与数据；

所述上位机实时记录并显示原始数据，包括雷达发射主频、相位、接收到的雷达信号、地形数据与实时速度，实现对初始数据的矫正，对不同频率响应信号进行相关叠加，突出有效信号，并对信号初步反演获取地下粗略波速；对单频矫正后的数据进行反演成像解释，获得初步的成像结果；对不同频率雷达信号成像结果进行相关叠加，获得地下介质的三维成像结果。

2.如权利要求1所述的一种车载阵列式雷达探测系统，其特征是：所述上位机负责控制整个系统的运行和存储记录，内置电子地图或网络地图，显示当前发射主频的数目和主频大小和频带宽度、各频率辐射方向、当前道路电子地图、当前收发阵列数目、各频率原始接收信号和相关叠加后的信号。

3.基于如权利要求1-2中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)发射单元和观测采集单元分别采用阵列发射和阵列接收，通过控制发射单元的串并联组合实现不同主频电磁脉冲的输出，以获得多尺度、多深度探测能力；

(2)通过调整发射单元的相位获得不同角度以及不同方向的探测范围；

(3)观测控制模块控制观测采集单元形成与发射阵列对应的接收阵列；

(4)主控上位实时记录并显示原始数据，包括雷达发射主频、相位、接收到的雷达信号、地形数据与实时速度，实现对初始数据的矫正；

(5)对不同频率响应信号进行相关叠加，突出有效信号，并对信号初步反演获取地下粗略波速；

(6)对单频矫正后的数据进行反演成像解释，获得初步的成像结果；

(7)对不同频率雷达信号成像结果进行相关叠加，获得地下介质的三维成像结果；

步骤(5)中，将低频脉冲响应下的信号f_i分别与高频脉冲下的响应信号f_j作相关并求取归一化的相关系数β_i；

之后，利用叠加办法对所有频率的脉冲信号进行相关叠加，从而得到综合反映地下不良地质体的叠加后的信号；

并对不同频率信号初步反演获取地下粗略波速；

步骤(7)中，对单频矫正后的反演结果进行相关叠加，其方法为：选取低频脉冲条件下的响应信号得到的反演结果m_i与高频脉冲条件下的响应信号得到的反演结果m_j做相关并求出其归一化的相关系数；

之后，结合相关系数利用相关叠加的办法对所有单频矫正后的反演结果进行相关叠加，最终得到精确反应地下目标体成像的精细化反演成像。

4.如权利要求3所述的工作方法，其特征是：所述步骤(1)中，上位机通过选频控制模块控制发射机单元输出不同频率的电磁脉冲，由趋肤深度的公式可知，不同频率的电磁脉冲信号有不同的探测深度和探测精度；发射机单元将发射的不同频率的脉冲信号存储到记录存储模块，通过收发同步、定位与通讯模块实现与上位机的信息对接。

5.如权利要求3所述的工作方法，其特征是：所述步骤(2)中，上位机通过相位控制模块调整每个发射单元的相位、改变辐射方向，并将信息存储到记录存储模块，通过收发同步、定位与通讯模块实现与上位机的信息对接。