深层探地雷达接收机技术研究与实现

【摘要】：无载波冲激体制的探地雷达具有脉冲波形产生简单、测量速度快、不存在频域旁瓣干扰等特点,目前的商用探地雷达大多采用这种体制。但是目前的探地雷达系统普遍存在接收机动态范围较小的问题,这就限制了其在深层探测领域的应用。本文针对冲激体制探地雷达的大动态范围接收机技术进行了深入的研究,并且研制出了性能优越的大动态范围探地雷达接收机。论文首先研究了探地雷达接收机系统的基本理论,分析了其探测深度与接收机动态范围之间的关系。对目前探地雷达接收机系统中普遍使用的二极管模拟采样电路进行了深入的分析,指出了限制其动态范围的关键因素为采样选通脉冲的不对称性,并且通过仿真计算推导了其动态范围的理论值。最后提出了基于高带宽ADC器件和数字可编程硅延时器的数字直接采样技术。研制的数字接收电路集成度高、稳定性强、成本低,动态范围可达75dB,相比传统模拟采样头40-50dB的动态范围,提高了系统整体的动态范围,增加了系统的探测深度。针对探地雷达回波信号的特点,论文第四章首先研究了超宽带信号的动态范围压缩技术,然后提出了适用于等效采样电路的时变增益动态范围压缩技术,设计的动态压缩电路可以有效地对接收信号进行20dB的动态范围压缩。基于以上的研究成果,论文设计并实现了一种用于深层探测的大动态范围探地雷达接收机系统,其动态范围较现有的探地雷达系统有较大的提高。通过测试和实验,验证了系统的性能。
【关键词】：探地雷达 超宽带 动态范围 接收机 等效采样
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN957.5