[实用新型]一种用于浅层异物探测的四通带超宽带成像的雷达系统

说明书

本实用新型涉及一种用于浅层异物探测的四通带超宽带成像的雷达系统，包括雷达主机和天线阵，天线阵包括若干组串联的天线单元；雷达主机包括电池管理单元、显示控制单元、多路时基控制单元和数据采集处理单元。多路时基控制单元产生多路天线的触发信号，启动接收天线阵的采样保持，包括FPGA模块、延时电路和多路选通开关；数据采集处理单元，用于多通道数据采集以及数据的预处理和数据成像，包括：CPLD模块、编码器、A/D转换模块、第一数据处理模块和第二数据处理模块。本实用新型采用级联天线阵，可进行大面积探测；具有多个采样通道，一次扫描可获取多张雷达图像；数据采集处理单元采用双处理器的模式，系统的运算能力大大提升，数据成像可实时显示。

技术领域

本实用新型涉及探地雷达，尤其涉及一种用于浅层异物探测的四通带超宽带成像的雷达系统。

背景技术

目前利用电磁波原理进行浅层介质内建筑物结构检查、建筑物探伤、钢筋保护层厚度检测、安检探测的仪器主要包括探地雷达和毫米波穿墙雷达。毫米波穿墙雷达工作频段集中在30GHz～300GHz，分辨率较高，但穿透能力较差，一般混凝土介质的探测深度小于5cm；与毫米波雷达相比，探地雷达工作频段集中在0.5GHz～3GHz，其穿透能力较高，特别适合于m级内的浅层异物探测。传统的单探头探地雷达仪器探测效率较低，对于多层钢筋等上下重叠埋设物分辨率较低，对于大面积探测，需要重复扫描，数据一致性较差，成像需要事后处理，造成数据处理时间长且滞后，数据处理结果不能实时显示。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于大面积探测，可实时成像的用于浅层异物探测的四通带超宽带成像的雷达系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于浅层异物探测的四通带超宽带成像的雷达系统，包括雷达主机和天线阵，所述天线阵包括若干组天线单元，所述天线单元的发射天线之间串联，接收天线之间串联；

所述雷达主机包括：

电池管理单元，与电池电连接，为所述雷达系统提供匹配电源；

显示控制单元，用于将所述雷达系统的控制数据以及数据成像结果实时显示；

多路时基控制单元，用于产生多路天线的触发信号，启动接收天线阵的采样保持，包括：

FPGA模块，连接有时钟芯片，用于产生多路天线的触发信号，在一个采样周期内依次触发多个发射天线或接收天线；

延时电路，包括延时移位芯片，用于保证触发信号的同步，所述延时电路与所述FPGA模块的数据端口连接，用于获取延时增量；

多路选通开关，包括一组用于控制所述发射天线的发射选通开关和一组用于控制接收天线的接收选通开关，所述发射选通开关和接收选通开关分别与所述天线阵的一个发射天线或接收天线对应连接，所述发射选通开关和接收选通开关响应所述FPGA模块发出的触发信号，在采样周期的其中一个特定时段接通并启动对应的发射天线或接收天线；

数据采集处理单元，用于多通道数据采集以及数据的预处理，根据天线阵对目标路径不同的回波时延进行定位和成像，包括：CPLD模块、编码器、A/D转换模块、第一数据处理模块和第二数据处理模块，所述编码器、A/D转换模块、第一数据处理模块和第二数据处理模块均与所述CPLD模块电连接，所述A/D转换模块通过串口与所述第二数据处理模块，所述第一数据处理模块和第二数据处理模块的数据端口相连，所述第一数据处理模块通过SPI接口与所述FPGA模块电连接；

所述CPLD模块接收所述编码器的触发信号，并控制启动回波数据的采集或数据处理；

所述A/D转换模块，响应所述CPLD模块的控制信号，采集所述回波数据并将其转换成数字信号；

所述第二数据处理模块通过串口读取所述A/D转换模块的转换数据，并将所述转换数据进行预处理；