导读:本文包含了脉冲探地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:无载波脉冲探地雷达,发射机,技术分析
脉冲探地雷达论文文献综述
郑光华,田耕[1]（2019）在《无载波脉冲探地雷达发射机技术分析》一文中研究指出无载波的脉冲探地雷达是一种新兴的探测地下浅层目标的重要技术,相比其他的常规技术,因其辨率高、速度快的优点在探矿、地质、考古、国防领域具有良好的发展空间。探地雷达技术主要由主机、发射机(脉冲源)、接收机、天线等构成,发射机属于该技术的核心装置。本文对基于雪崩叁极管的无载波脉冲探地雷达发射机技术展开分析。(本文来源于《数字通信世界》期刊2019年05期）
来五星,唐文静,孙少山,钟升[2]（2018）在《脉冲探地雷达后向投影成像方法的研究》一文中研究指出对脉冲探地雷达数据进行成像处理有利于地下目标的定位和探测。详细阐述了探地雷达后向投影成像方法的实现原理与过程,并针对该方法存在计算效率低的问题,提出基于子孔径划分的改进后向投影成像方法,最后用频率-波数成像、有限差分成像、标准后向投影成像以及改进的后向投影成像方法分别对仿真和实测数据进行成像处理并比较各成像方法的性能,验证了改进算法的有效性。(本文来源于《现代电子技术》期刊2018年15期）
王宪楠[3]（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）
唐文静[4]（2017）在《脉冲探地雷达成像方法的研究》一文中研究指出脉冲探地雷达是一种地下目标探测的有效工具,具备探测速度快、分辨率高、穿透力强、无损检测等优点。探地雷达数据成像就是对接收到的回波信号进行合成孔径处理,从而有利于地下目标的定位和探测。本文研究脉冲探地雷达常用的成像方法,主要内容包括以下几个方面:(1)基于回波信号组成模型研究了均值法、K-L变换法和小波阈值去噪法等杂波抑制方法,介绍了KL变换法和小波阈值去噪进行数据预处理,提出了一种改进的阈值函数,建立了杂波抑制效果的评价指标。(2)提出基于子孔径划分的改进后向投影成像,并进行成像效果的评价,分别使用仿真和实测数据进行合成孔径成像,结果表明基于子孔径的改进后向投影成像算法不仅计算效率显着地提高,成像质量亦有所提升。(3)分析了波速选取不当对成像的影响,通过最小熵法结合频率-波数偏移成像进行波速估计,并用仿真和实测数据验证了最小熵法进行波速估计方法。基于MFC开发了脉冲探地雷达成像软件,进行了实测数据成像处理。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
张亚东[5]（2017）在《高分辨率超宽带脉冲探地雷达发射机系统设计与实验研究》一文中研究指出超宽带脉冲探地雷达因其探测速度快、无损、分辨率高、实时成像、抗干扰能力强等特点而广泛应用在地质勘测、道路桥梁质量检测、管线探测,以及考古、军事等众多领域。而超宽带脉冲探地雷达的发射机子系统是整个探地雷达系统中最为核心的部件之一,其性能参数直接影响探地雷达的分辨率以及探测深度等整机性能。本课题基于对脉冲超宽带探地雷达发射机硬件系统和高速脉冲产生技术的研究,设计出两种不同类型的探地雷达发射机,对于探地雷达的技术发展有重要的工程意义。本文在课题研究过程中主要做了以下工作:1.研究了探地雷达的发射机的高频脉冲信号产生技术及雪崩晶体管的雪崩效应理论,对传统基于雪崩管的脉冲产生电路进行改进,制作出可用于300MHz探地雷达的纳秒级脉冲探地雷达发射机,并在Pspice上进行了功能仿真及板级性能测试。2.在研究场效应管的脉冲产生原理及SRD管的波形前沿改善特性的基础上,将场效应管和SRD管各自的优势特性结合起来从而设计制作出可用于1GHz探地雷达的皮秒级脉冲探地雷达发射机,并在Pspice上进行了功能仿真及板级性能测试。3.对设计制作出的基于雪崩管的纳秒级脉冲探地雷达发射机进行了大量参数对比实验,对获取的实验数据进行了综合分析;并将基于雪崩管的纳秒级探地雷达发射机应用于雷达整机进行整机系统性能验证实验,进行了系列的实地探测试验及分析。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2017-04-16）
陈银茂[6]（2016）在《多频率脉冲探地雷达发射与接收系统研究与设计》一文中研究指出脉冲探地雷达脉冲电磁波信号是纳秒和亚纳秒级的脉冲信号,频谱分量从直流一直扩展到上千兆,包涵了丰富的目标信息,能够识别地下的从钢筋混凝土到地下公共基础设施、燃气管线及考古应用的地下墓穴等目标。由于地下目标分布深浅不一、形状各异,为了满足不同探测深度和探测精度的设计要求,本文选用脉冲电磁波作为探地雷达信号源,研究多频率探地雷达发射和接收装置。具体研究内容包括:1、探地雷达原理及系统构架,根据探地雷达的用途选择雷达的主要工作频率和雷达的系统架构。2、脉冲源设计,包括脉冲源设计参数确定、雪崩叁级管脉冲发射电路设计、触发脉冲整形电路设计以及用于高频雷达的阶跃恢复二极管脉冲整形电路。3、脉冲探地雷达天线设计,包括叁种雷达的蝶形天线的辐射结构设计和用于快速测量的高增益喇叭天线的设计。4、脉冲探地雷达接收系统设计包括低噪声放大器设计、采样保持器参数选择和设计以及变增益放大电路设计。探地雷达的天线采用发射与接收天线分开的双天线模式,探地雷达脉冲源产生的脉冲信号不需要加载波,直接耦合到发射天线并辐射到地下介质中,接收天线接收到的信号在经过低噪声放大后进行等效采样,既减少高速数据转换芯片的成本,又降低了高速数据传输的对数据传输通道的需求。采集到的信号经过变增益放大,避免了浅层的高强度反射信号淹没,增强了目标的显示效果。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
唐军谊[7]（2016）在《多频率脉冲探地雷达系统研究》一文中研究指出探地雷达是一种探测精度高、操作方便快捷且探测效率高的浅层地表探测方法。为了解决单频率天线探测范围有限以及单通道探测时效率较低的问题,本文研究了多频率脉冲探地雷达的结构,提出了一种多通道探测的控制策略,确定了工作流程并对多频率探地雷达的主控制系统进行了硬件和软件的设计验证。采用了等效采样技术处理高频率和大动态范围的雷达回波信号,进而确定了由上位机、主控制系统和天线系统组成的多频率探地雷达的结构。设计了探地雷达的工作流程并提出了一种多通道探测的控制策略,将通道之间的工作时间间隔由传统的10us缩短到1us,大大提高了工作效率。主控制系统接收PC端控制软件的控制命令,产生发射触发脉冲和接收触发脉冲,触发发射天线向地下辐射电磁波并触发接收天线接收雷达回波。根据主控制系统的功能将其划分为延时模块和数据采集模块,延时模块中进行了叁种不同中心频率的等效采样延时电路的设计,数据采集模块中进行了多通道采样电路、数据存储电路以及通讯接口电路的设计。设计了上位机和主控制系统之间的数据通信协议,基于有限状态机实现了探地雷达的工作流程,并根据工作流程完成了主控制系统的软件设计。通过模块测试和系统集成对主控制系统的硬件和软件进行了调试,达到了预期的设计效果。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
钟升[8]（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）
葛津津[9]（2016）在《脉冲探地雷达前端的研究与设计》一文中研究指出城市地下管线的监测,隧道工程透水塌方的预警,公路路面路基的质量检测,战争遗留地雷的排除,军事隐藏目标的侦测等等,越来越多的领域需要对地下未知的情况进行探测,脉冲探地雷达的发展越来越受到人们的重视。在这样的背景下,本文关于探地雷达前端的选题开展了深入的研究。首先,本文就脉冲探地雷达技术的基础理论做了详细的论述。分别从电磁场的基本理论,介质的电性参数,脉冲探地雷达的工作原理、探测原理、技术指标等方面,对探地雷达系统的相关理论做了阐释。对探地雷达子系统的设计指标做了详细分析。其次,高幅度时域脉冲信号源及探地雷达天线是脉冲探地雷达前端子系统的关键组成部分,本文对其做了深入的研究与分析,并做了相关的验证性实验。对基于雪崩晶体管的脉冲产生电路做了介绍并利用仿真软件进行了仿真与分析,最后设计并测试了单级雪崩晶体管脉冲信号源及多级MARX级联脉冲信号源。另外,本文在分析并归纳多种探地雷达天线的性能优缺点的基础上,提出了一种新型的半圆形天线臂电阻加载背腔天线,并就天线的驻波系数、辐射性能、时域脉冲的拖尾幅度等方面,与传统的叁角形天线臂电阻加载背腔天线做了详细的仿真及测试对比,验证了改进后的天线在性能上有了很大的提升,对整个探地雷达系统的探测起到了至关重要的作用。最后,为了验证上述设计的脉冲信号源和天线的实际工作性能,本文对其实施了联合的验证性实验,对埋藏金属目标进行了成功探测,并利用雷达成像技术对目标进行了成像,目标清晰可辨,有力地验证了本文所设计的脉冲信号源及天线的优越性能及实用价值,作为探地雷达前端的重要组成部分,完全可以胜任其角色。本文设计并研制了脉冲幅度为64.1V,脉冲宽度为1.5ns的单级雪崩晶体管脉冲信号源以及脉冲幅度为156.2V,脉冲宽度为1.6ns的MARX级联脉冲信号源。同时设计并改进了探地雷达天线,在天线臂形状上创新使得整个天线性能得到显着的提升,并且最终通过脉冲源及天线的联合实验,实现了脉冲探地雷达前端子系统的综合测试,验证了本文所做研究的工程应用价值。(本文来源于《电子科技大学》期刊2016-05-01）
张正瑞[10]（2016）在《脉冲探地雷达分形天线的研究》一文中研究指出探地雷达是以电磁波为媒介对地下介质分布进行探测的无损检测设备,相对于有损检测,具有检测速度快、覆盖面宽的特点,在市政建设、军事安全、考古和水文检测等领域有着重要应用。各雷达制式中,脉冲探地雷达是技术比较成熟、商业化程度比较高的雷达制式。分形是通过迭代函数系统产生的一种结构,分形结构具有空间填充性和自相似性,而分形结构的这两个特点赋予了分形天线小型化、多频带和机械鲁棒性强的特点,这使分形天线在通信领域有着广阔的的应用前景。脉冲探地雷达的天线是发射和接收脉冲信号的门户,脉冲探地雷达的天线对探测目标的分辨率有着重要影响,所以本文对脉冲探地雷达天线进行研究。论文研究了分形结构的偶极子线天线和面天线的参数及特性,并进行模拟与实验测试研究。研究过程中,建立了等长度条件下线天线的弯折角对谐振频率的影响模型;模拟测试了Sierpinski叁角形加载的蝶形天线的参数特性;在此基础上,设计了一种新的超宽带分形天线。在整个脉冲探地雷达分形天线的研究过程中,完成了以下主要研究工作:1)偶极子线天线弯折角度与谐振频率的关系模型的建立。在分析不同因素对等高度不同结构的分形天线和不同迭代次数的分形天线谐振频率的影响过程中,发现天线的总长度对天线的影响最大,其次是天线的形状。本文以弯折角的矢量和作为天线形状的量度,研究了在等长度条件下天线弯折角的和对天线谐振频率的影响。实验发现天线弯折角和谐振频率呈现某种对数关系,并建立了相关函数模型,这种关系对天线的小型化有一定指导意义。2)蝶形天线的分形化研究。在对基本的蝶形天线进行多次分形迭代和分形变形研究的过程中,发现在通信领域内分形的诸多优点,并不能在满足探地雷达性能的条件下取得。当输入阻抗较低的时候,天线的时域响应不好;而输入阻抗较高的时候,天线的匹配性能变差。3)双叁角结构超宽带探地雷达天线的研究。使用一种双叁角结构,并将辐射端的叁角形分形化,该结构可以同时在时域和频域达到性能要求,该结构在理论上要比集中加载的有更高的辐射效率。末端电阻加载的结构减弱了天线输入端对形状变化的敏感性,实验发现进行四次加载和八次加载对低频段并没有影响,而且加载的最小值的变化对匹配性能的影响也大为减小。(本文来源于《上海工程技术大学》期刊2016-01-01）
脉冲探地雷达论文开题报告
（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：
对脉冲探地雷达数据进行成像处理有利于地下目标的定位和探测。详细阐述了探地雷达后向投影成像方法的实现原理与过程,并针对该方法存在计算效率低的问题,提出基于子孔径划分的改进后向投影成像方法,最后用频率-波数成像、有限差分成像、标准后向投影成像以及改进的后向投影成像方法分别对仿真和实测数据进行成像处理并比较各成像方法的性能,验证了改进算法的有效性。
（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。
脉冲探地雷达论文参考文献
[1].郑光华,田耕.无载波脉冲探地雷达发射机技术分析[J].数字通信世界.2019
[2].来五星,唐文静,孙少山,钟升.脉冲探地雷达后向投影成像方法的研究[J].现代电子技术.2018
[3].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
[4].唐文静.脉冲探地雷达成像方法的研究[D].华中科技大学.2017
[5].张亚东.高分辨率超宽带脉冲探地雷达发射机系统设计与实验研究[D].兰州理工大学.2017
[6].陈银茂.多频率脉冲探地雷达发射与接收系统研究与设计[D].华中科技大学.2016
[7].唐军谊.多频率脉冲探地雷达系统研究[D].华中科技大学.2016
[8].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
[9].葛津津.脉冲探地雷达前端的研究与设计[D].电子科技大学.2016
[10].张正瑞.脉冲探地雷达分形天线的研究[D].上海工程技术大学.2016