导读:本文包含了冲击脉冲雷达论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:冲击脉冲,探地雷达,脉冲源,数据采集
冲击脉冲雷达论文文献综述
王宪楠[1]（2018）在《冲击脉冲探地雷达系统关键技术基础研究》一文中研究指出探地雷达(GPR,Ground Penetrating Radar)技术是利用超高频电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法,广泛应用于各种近地表探测。GPR应用趋于多样化,包括地质工程探测、沉积物探测、冰川探测、军事应用和考古探测等。探地雷达具有无损探测,高效率,高分辨率,结果直观等优点。由于探地雷达应用领域的扩展,已经远远超出了“探地”的范畴,到目前为止,探地雷达已经成为一种常规的探测技术,可以解决很多实际探测应用问题,因此,对于探地雷达系统的要求也不断地提高,目前国外的商业探地雷达系统种类很多,但价格昂贵,因此,研究探地雷达系统技术对国产探地雷达仪器的开发以及对地球物理工程应用具有重要意义。冲击脉冲探地雷达属于时间域探地雷达,也称为无载波探地雷达。时间域探地雷达应用比较广泛,属于超宽带雷达的一种,它将电磁波脉冲通过天线一次性地发射出去,发射的是无载波电磁脉冲信号,并采用宽带的接收机接收经过不同介质的电磁脉冲回波信号,电磁波在不同介质传中的传播路径、波形和电磁场强度会有所不同,分析采集到回波信号的时间、幅度以及波形特点来判断地层结构和目标体信息。时间域探地雷达以脉冲式探地雷达为主,它在商用探地雷达中占统治地位,使用简单,而且冲击脉冲探地雷达具有探测穿透能力强、分辨率高、功耗小、结构简单等优点,广泛应用于地质工程探测的各个领域。冲击脉冲探地雷达系统的组成主要包括时间域脉冲源、收发天线系统、数据采集部分与数据处理等。本文主要研究了一种冲击脉冲探地雷达系统的硬件组成,对系统的主要单元进行了基础研究,研究内容包括脉冲源、采集与控制、系统天线,通过实验对本文所设计的探地雷达系统进行测试,分析测试结果。首先,本文对探地雷达的发展阶段和国内外发展情况做了详细的阐述,介绍了探地雷达技术及理论基础,同时给出了冲击脉冲探地雷达系统关键技术的总体设计方案和技术指标,对于冲击脉冲探地雷达系统来说,必须选择合适的系统参数,包括脉冲信号的宽度、幅度、天线的中心频率以及数据采样率等。其次,对探地雷达脉冲源进行设计,基于雪崩叁极管的雪崩效应产生的脉冲信号通常为单极性,然而实际探测雷达装置中往往需要双极性脉冲信号,以便于与天线连接。本文所设计的探地雷达脉冲源能够产生双极性纳秒级脉冲信号,以雪崩叁极管脉冲发生电路为核心,采用一个雪崩晶体管来产生具有快速上升沿的时域脉冲信号。利用Multisim电路仿真软件,分析影响脉冲源输出信号的主要因素,合理设置元器件参数,优化电路结构,制作基于雪崩叁极管的双极性脉冲源电路。本文设计的脉冲源电路结构简单、性能稳定,输出波形良好,且无拖尾现象,产生的双极性脉冲信号幅度、宽度、频率、重复率等指标均满足探地雷达系统的基本要求。然后,设计与脉冲源互相匹配的探地雷达天线,天线是探地雷达系统重要组成部分之一,探地雷达系统的天线一般为宽带对称天线,天线的性能会影响探地雷达的探测结果,天线的技术指标要与设计的脉冲源互相匹配,脉冲信号馈电给天线。天线的设计需要考虑到宽带信号中心频率的选择,用于冲击脉冲探地雷达系统的典型天线形式为蝶形振子天线或偶极子天线。本文设计了这两种天线,蝶形天线和平面偶极天线,利用HFSS电磁仿真软件进行设计与分析,研究探地雷达天线的形状和尺寸,分析天线的回波损耗、辐射性能,优化天线模型,根据仿真模型,对所设计的天线进行加工制作,实际天线使用网络分析仪测试,测试结果表明所设计的探地雷达天线具有频带宽、方向性好、时间域信号不失真的特性,表现优异,本文设计的两种天线均可适用于探地雷达系统。再次,完成数据采集与控制系统的设计,在分析实时采样和等效采样两种采样技术基础之上,本系统采用等效采样技术,该方案对现有的模数转换芯片的依赖性相对较小,通过对采样时间精确的延迟控制,实现回波信号的采集,更容易满足探地雷达数据采集系统要求。利用现场可编程门阵列(FPGA)实现系统的时序控制,实现了探地雷达数据的采集、缓存和传输,通过USB通信电路将采集到的探地雷达数据传输到计算机中后,可对保存的数据进行处理与分析,同时设计了基于Labview的探地雷达界面显示,便于观察采集数据回波信号波形。利用窄方波信号和正弦信号模拟探地雷达回波信号对采集模块功能进行了验证,测试效果良好。最后,过对脉冲源电路、天线系统以及采集单元进行整合,通过整体测试来验证本文设计的冲击脉冲探地雷达系统的正确性和可行性,合理设计实验方案,观察采集结果。实验首先对探地雷达直达波信号和反射信号进行了测试,单道数据波形直达波信号和反射波信号波形均显示正确合理。本文还采用共偏移距的探测方式,对整条测线进行数据采集,由于受噪声干扰严重,对采集到的探地雷达数据进行去噪来提高数据成像质量,突出目标体位置。对去噪后的探地雷达数据结果进行分析,实测剖面中目标体清晰可见,实验结果表明本文设计的冲击脉冲探地雷达系统具有探测目标体的能力,整个系统工作稳定。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
钟升[2]（2016）在《多频率冲击脉冲探地雷达数据处理方法的研究》一文中研究指出探地雷达作为一种无损地球物理探测技术,具有使用方便、探测精度高等优点,目前已被应用于火星探测等领域。最大探测深度和探测分辨率是衡量脉冲型探地雷达性能的重要指标,两者均受雷达天线中心频率的影响,并且相互制约。然而目前大部分商业探地雷达都采用一部主机搭配一种雷达天线的形式,这使得其难以兼顾不同探测深度和探测分辨率的应用要求。针对这种情况,本课题组进行了探测深度可选的多频率冲击脉冲探地雷达的相关技术研究,其中本文主要研究多频率冲击脉冲探地雷达探测数据处理方法,主要研究工作内容如下:(1)分析传统探地雷达的不足,提出了多频率冲击脉冲探地雷达的设计方案,并确立了其性能设计指标;分析了探测数据的形式及其图像的特点。(2)通过对探地雷达噪声信号来源与特性的分析,建立了衡量去噪效果的评价指标,研究了几种去背景噪声方法。针对背景噪声矩阵去噪法在去噪过程中容易产生“能量偏移”的缺陷,提出了一种改进措施,并进行了实验验证。(3)针对点状探测目标在成像时会产生失真的特点,基于插值和NUFFT的两种Stolt偏移成像方法,实现了其成像算法,并对算法效率进行了分析。上述方法在多频率冲击脉冲探地雷达数据处理软件开发过程中得到了应用。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
马兴[3]（2015）在《基于FPGA冲击脉冲探地雷达信号采集系统的研究》一文中研究指出探地雷达是一种利用高频电磁脉冲对地下物质进行信息获取的探测方法，根据接收到回波信号的变化信息，对地下介质的结构、位置、形态进行合理推断。冲击脉冲探地雷达以其速度快、分辨率高、频带宽、无损性等优点成为当前市场中应用最为广泛的探测设备，其回波信号携带大量的地下信息，获取的信息越多，所探测未知区域越清晰。因此，对冲击脉冲探地雷达采集系统的研究具有重要的价值和意义。本文首先介绍了冲击脉冲探地雷达的工作原理，根据其脉冲信号的特性和参数的要求对冲击脉冲探地雷达的结构进行系统研究，在此基础上利用高速ADC芯片设计一种对冲击脉冲探地雷达回波信号的采集方案。采集系统以FPGA为核心，控制系统中各部分工作，对于高速信号要以差分的方式进行采集，以保证信号的稳定性。采集到的高速数据利用FPGA内部丰富的RAM块资源自定制FIFO进行多级缓存降速处理，最终以低于采样频率几倍的速率通过USB总线传至上位机，以便于后续的数据处理工作。系统利用FPGA及USB接口，使数据采集达到实时性的效果。本文研究的是冲击脉冲探地雷达信号采集系统，其核心的部分是利用FPGA控制高速ADC采集和数据的缓存存储。系统通过对硬件电路和软件部分的调试，得到了FPGA设计部分正确的仿真，实现了对占空比较低的窄脉冲信号和高频正弦信号的采集测试以及原始波形和频谱的恢复。本系统方案设计合理，能够实现对冲击脉冲探地雷达回波信号的正确采集与存储。(本文来源于《沈阳航空航天大学》期刊2015-01-07）
贾海亮[4]（2011）在《冲击脉冲探地雷达系统的设计与实现》一文中研究指出冲击脉冲探地雷达是目前市场上应用最为广泛的地下探测设备。主要是利用高频电磁波对浅层、中层或深层地下目标体以及地下地质结构进行探测。冲击脉冲探地雷达主要向地下重复发射纳秒级快速、高压窄脉冲,具有较宽的频带,回波信号中含有丰富的信息量,容易识别地下目标体。冲击脉冲探地雷达具有分辨率高、无损性、探测效率高、宽频带、体积小等优点,被广泛的应用在地质探测、路基检测、桥梁工程检测等工程领域中。国外对该体制的探地雷达发展的较早,但是国内起步较晚,技术还不是很完善,对冲击脉冲体制的探地雷达进行深入研究具有重要的意义。本文首先根据冲击脉冲探地雷达系统的基本原理、参数的选择以及系统的技术特点,提出了冲击脉冲探地雷达系统的整体结构;其次对冲击脉冲探地雷达发射信号产生电路和接收电路做了细致的研究并制作实际的电路;最后对冲击脉冲探地雷达的主控系统做了深入细致研究与设计。发射脉冲信号产生电路主要是利用雪崩叁极管的雪崩效应,瞬间产生高压、快速的脉冲信号,先利用仿真软件对脉冲信号产生电路进行仿真,根据电路中各元器件参数对发射脉冲信号的影响确定电路中各元器件的参数,制作实际的电路,并调试确定最终的电路。回波信号是高频窄脉冲信号,接收电路主要利用等效时间采样技术对回波信号进行采集,让高频信号变为低频信号,在送至A/D转换器进行数据采集。冲击脉冲探地雷达主控系统主要采用可编程逻辑器件CPLD和单片机控制。CPLD主要控制步进延时脉冲信号发生器产生步进延时脉冲以及对控制存储器对A/D转换后的数据进行存储。单片机主要从存储器中读取数据通过串行通信接口传输给PC机,进行后续处理。本文主要对冲击脉冲探地雷达系统的硬件进行研究与设计,从PCB的设计与制作,到硬件电路的调试,能够实现冲击脉冲探地雷达信号的发射与接收,并能对回波信号进行数据采集与存储。(本文来源于《沈阳航空航天大学》期刊2011-12-09）
余志如[5]（2010）在《隔片极化器设计及冲击脉冲雷达目标探测技术研究》一文中研究指出随着电磁场理论的发展,微波与射频系统在军事以及民用领域占据着越来越重要的地位。由于应用的需要,人们对微波系统的性能以及微波系统的设计与实现给予了更加密切的关注。作为影响一个微波系统的最重要因素,微波部件的设计是人们关心的问题之一。本文的首先在满足卫星直播通信系统需求的背景下,针对其射频前端中的关键部件隔片极化器,给出了一种实现高性能大容差的设计新方案,以及一套便于计算机实现的高效优化算法,进而设计了一款圆极化器自动优化软件。实验证明,该软件能够有效地对圆极化进行优化,达到大容差设计的要求。利用提出的优化算法,本文给出了一种隔片极化器设计新方案。最后,对利用该方案加工得到的隔片式圆极化器进行了测试。测试结果表明,经过优化的圆极化器满足设计要求。本文第二部分的研究内容主要针对一种用于复杂环境目标探测新型雷达系统,引入了时域分时多信道技术,该技术在最大程度上减小了复杂环境目标探测系统的搭建成本。同时,本文研究还基于现有雷达的软硬件平台,自行开发设计了一套系统控制软件,为雷达目标探测的信息获取与成像分析自动化打下了良好的基础。最后,作为该领域的前沿性研究,本文还探索性开展了3D EM-TRM成像技术研究,并利用改进的复杂环境目标探测系统成功得到被测目标的3D图像。本文主要的创新性工作如下:1.给出隔片极化器设计新方案,此方案成功应用于Ku波段圆波导隔片极化器设计;2.提出了一种隔片极化器的优化函数及优化算法,并利用该算法实现了一款简单易用且高效的隔片极化器自动优化设计软件;3.设计了隔片极化器的一体化测试方案,达到了利用天线测试参数来反映隔片极化器性能的目的;4.以时域分时多信道技术方案取代算法要求的实时多天线接收系统,有效降低了系统成本;5.设计开发了复杂环境目标探测系统控制软件。该软件实现了系统数据采集及成像分析自动化,极大地降低了系统的操作复杂度;6.对复杂环境目标探测叁维成像进行了探索。对雷达目标探测接收阵列,软件及成像算法进行了升级。新系统成功利用电磁场空间叁维多径效应,对目标进行叁维成像。(本文来源于《电子科技大学》期刊2010-03-01）
屈义萍,刘四新,徐晓林[6]（2010）在《冲击脉冲型探地雷达等效采样方法的研究》一文中研究指出提出一种对探地雷达回波信号这种高频率的信号进行采集的方法,即等效时间采样方法.并设计实现了等效时间采样的具体电路,包括产生步进采样脉冲的高精度步进系统、采样门电路等,通过实验证明该方法的有效性。(本文来源于《电子测量技术》期刊2010年01期）
屈义萍[7]（2009）在《冲击脉冲探地雷达发射与接收电路的设计》一文中研究指出探地雷达是通过发射高频电磁波,利用地下介质不连续性探测目标体及地质现象的一种有效的地球物理探测方法,亦称地质雷达。具有探测速度快、无损、分辨率高等特点,广泛应用于地质勘测、工程质量检测等众多领域。目前,商业化的探地雷达多为冲击脉冲探地雷达,对其深入研究具有重要的意义和价值。本文首先介绍冲击脉冲探地雷达的基本原理,依据冲击脉冲探地雷达选择条件和测量参数的要求,深入对冲击脉冲探地雷达系统结构进行研究,重点为雷达发射信号产生电路和接收端数据采集电路。脉冲信号的发射电路作为天线系统的一部分,不同中心频率的天线具有不同的发射电路,发射电路只产生该天线所需要的窄脉冲信号,通过更换天线选择所需要的中心频率信号以达到探测的目的。而雷达发射信号主要利用叁极管的雪崩效应产生瞬间的高脉冲电流来实现,利用现有的仿真软件multisim对电路进行设计、仿真、分析,探讨影响波形的主要因素,确定具体参数,设计出实际电路。由于冲击脉冲探地雷达所发射的信号通常为ns级窄脉冲信号,在接收电路中,对如此高的信号无法进行直接数据采集,通常采用基于等效时间取样方法来实现数据的采集。在可编程逻辑器件CPLD和单片机的控制下,通过采用集成化的高精度数字可编程延时器AD9500产生所需要的步进延时时间,A/D转换器将模拟信号进行采集并缓存在双口RAM中,利用单片机的串口通信将采集的数据传输给PC机进行保存,以待后续处理。尽管本文提出的数据采集方法无法达到实时数据显示的功能,但基本上可以实现对探地雷达回波信号的采集,具有集成度高,编程灵活,可扩展性强等优点。(本文来源于《沈阳航空工业学院》期刊2009-12-24）
伊洋[8]（2009）在《冲击脉冲雷达天线设计与成像实验初步研究》一文中研究指出对多散射环境中隐藏目标的探测具有极其重要的军事意义和广泛的民用前景。无论是正在进行广泛研究的对地下埋藏目标探测的探地雷达,还是近年刚刚兴起的力图对丛林中隐藏目标进行探测的新型雷达,都已成为当今雷达技术发展的热点领域之一。本文根据应用于隐藏目标探测的冲击脉冲雷达系统对天线的特殊要求,设计并优化出满足要求的收发天线;在此基础上,利用设计的冲击脉冲雷达实验平台开展了原理性的实验研究,基于时间反转成像方法和后向投影成像方法,研究了对隐藏目标的探测成像工作,并对电磁时间反转成像方法的若干技术要点和特性进行了分析和归纳。本文的主要工作归纳如下:1.在分析Vivaldi宽带天线设计方法的基础上,结合冲击脉冲雷达的特点设计了Vivaldi天线,分析了其时域性能及频域性能;2.基于遗传算法,研究了一种加载Vivaldi天线形式,有效地抑制了脉冲信号的拖尾,有利于提高目标检测能力;3.运用所设计的Vivaldi天线,进行了基于电磁时间反转成像技术的目标探测与成像初步的实验研究,得出了一些有意义的结果和结论;4.利用所搭建的隐藏目标探测成像实验系统所测得的实验数据,研究了相应的重建算法:后向投影成像算法和时间反转成像算法。(本文来源于《电子科技大学》期刊2009-04-01）
贾韶旭[9]（2008）在《冲击脉冲雷达探测隐藏目标的新技术研究》一文中研究指出使用冲击脉冲雷达实现对隐藏目标的探测已成为当今雷达技术发展的热点领域之一。无论是已开展并正在进行广泛研究的对地下埋藏目标探测的探地雷达,还是近年刚刚兴起的力图对丛林中隐藏目标进行探测的新型雷达,都具有极其重要的军事意义和广泛的民用前景。本文工作主要为优化已有的冲击脉冲对地探测雷达系统,并在此技术基础上,发展新的冲击脉冲雷达系统和新的雷达成像方法,实现对地面目标尤其是丛林中隐藏目标的探测和成像。本文根据并行化思想优化原有冲击脉冲探地雷达系统,结合直接内存访问(DMA)触发和传输技术,显着提升了原有雷达的工作效率和性能。在国内首次引入基于互易原理的电磁时间反转成像算法,并在自行设计的冲击脉冲雷达试验平台上开展了深入的原理性基础试验研究,实测实现了对模拟丛林环境中隐藏单目标和多目标的探测成像工作。本文还采用试验研究的方式对电磁时间反转这一崭新的成像方法的若干技术要点和特性进行了分析和归纳。本文的主要贡献和创新点归纳如下:1.设计再造了雷达系统的信号流程,新的并行化信号流程有效提升了雷达系统工作效率;2.基于雷达底层应用,设计了直接针对硬件编程的系统控制软件模块,充分发挥了系统性能,加速了信息传输;3.将声学中的时间反转(TRM)算法移植于电磁探测领域,取得了成功探测隐藏目标的结果;4.在电磁时间反转(EMTRM)成像算法的关键技术研究中,针对能量聚焦“影片”提出了聚焦帧的概念和确定聚焦帧的方法;5.开展了针对隐藏目标的探索性试验研究,包括隐藏多目标的探测和天线拖尾对目标探测的影响等。(本文来源于《电子科技大学》期刊2008-04-01）
龙小专[10]（2008）在《冲击脉冲雷达中时域超宽带天线的设计与研究》一文中研究指出冲击脉冲雷达,又称作无载波雷达和视频脉冲雷达,是超宽带雷达的一个分支和特例。冲击脉冲雷达所采用的冲击脉冲具有很宽的频谱,携带丰富的低频和高频分量,因此冲击脉冲雷达能兼顾探测距离和分辨率等指标,实现在树林、冰雪、沙土等媒质中隐藏目标的探测和识别。也正是由于采用的窄脉冲信号具有很大的瞬时带宽,所以雷达的发射和接收天线也和工作在频域的常规雷达天线有所不同。本文的主要工作是根据应用于隐藏目标探测的冲击脉冲雷达系统对其天线的特殊要求,设计并优化出满足雷达系统指标要求的收发天线。本文的主要贡献和创新点可以归纳为以下几个方面:(1)在分析和归纳Vivaldi宽带天线设计方法的基础上,结合冲击脉冲雷达的需求,提出了一种针对时域Vivaldi天线设计的评估方法,并设计了两类六种Vivaldi天线,分析评估了其时域性能;(2)结合天线性能对冲击脉冲雷达的影响,定义了天线时域性能新参量,为时域天线的设计与性能评估建立了依据;(3)提出了一种加载Vivaldi天线新形式,有效地抑制了接收脉冲拖尾,有力地支撑了雷达的隐藏目标探测成像实验;(4)运用所设计之Vivaldi天线,进行了基于电磁时间反转成像算法的目标探测与成像的前瞻性实验研究,得出了一些有意义的结果和结论。(本文来源于《电子科技大学》期刊2008-04-01）
冲击脉冲雷达论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
探地雷达作为一种无损地球物理探测技术,具有使用方便、探测精度高等优点,目前已被应用于火星探测等领域。最大探测深度和探测分辨率是衡量脉冲型探地雷达性能的重要指标,两者均受雷达天线中心频率的影响,并且相互制约。然而目前大部分商业探地雷达都采用一部主机搭配一种雷达天线的形式,这使得其难以兼顾不同探测深度和探测分辨率的应用要求。针对这种情况,本课题组进行了探测深度可选的多频率冲击脉冲探地雷达的相关技术研究,其中本文主要研究多频率冲击脉冲探地雷达探测数据处理方法,主要研究工作内容如下:(1)分析传统探地雷达的不足,提出了多频率冲击脉冲探地雷达的设计方案,并确立了其性能设计指标;分析了探测数据的形式及其图像的特点。(2)通过对探地雷达噪声信号来源与特性的分析,建立了衡量去噪效果的评价指标,研究了几种去背景噪声方法。针对背景噪声矩阵去噪法在去噪过程中容易产生“能量偏移”的缺陷,提出了一种改进措施,并进行了实验验证。(3)针对点状探测目标在成像时会产生失真的特点,基于插值和NUFFT的两种Stolt偏移成像方法,实现了其成像算法,并对算法效率进行了分析。上述方法在多频率冲击脉冲探地雷达数据处理软件开发过程中得到了应用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
冲击脉冲雷达论文参考文献
[1].王宪楠.冲击脉冲探地雷达系统关键技术基础研究[D].吉林大学.2018
[2].钟升.多频率冲击脉冲探地雷达数据处理方法的研究[D].华中科技大学.2016
[3].马兴.基于FPGA冲击脉冲探地雷达信号采集系统的研究[D].沈阳航空航天大学.2015
[4].贾海亮.冲击脉冲探地雷达系统的设计与实现[D].沈阳航空航天大学.2011
[5].余志如.隔片极化器设计及冲击脉冲雷达目标探测技术研究[D].电子科技大学.2010
[6].屈义萍,刘四新,徐晓林.冲击脉冲型探地雷达等效采样方法的研究[J].电子测量技术.2010
[7].屈义萍.冲击脉冲探地雷达发射与接收电路的设计[D].沈阳航空工业学院.2009
[8].伊洋.冲击脉冲雷达天线设计与成像实验初步研究[D].电子科技大学.2009
[9].贾韶旭.冲击脉冲雷达探测隐藏目标的新技术研究[D].电子科技大学.2008
[10].龙小专.冲击脉冲雷达中时域超宽带天线的设计与研究[D].电子科技大学.2008