《車載探地雷達系統的開發及其套用》是2019年科學出版社出版的圖書，作者是許獻磊。
基本介紹
- 中文名：車載探地雷達系統的開發及其套用
- 作者：許獻磊
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2019年03月01日
- 頁數：127 頁
- 定價：68 元
- 開本：B5
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787030606914
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
由於現有可用於路面探測的探地雷達系統還不能完全滿足高速探測的要求，本書作者開發的一套車載高速、雙通道、超寬頻的探地雷達系統，可實現路面及路基信息的快速、準確獲取，從而掌握公路的質量、生命周期狀況。全書描述探地雷達系統的總體設計和系統架構、基於階躍恢復二極體的脈衝電路板設計原理、數據傳輸與存儲中的瓶頸問題及問題解決的途徑、超寬頻探地雷達天線知識、雷達數據處理軟體開發問題、探地雷達系統的實驗及雷達數據的處理。
圖書目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 國內外研究現狀 2
1.2.1 探地雷達技術設備的研究現狀 2
1.2.2 探地雷達公路質量檢測的研究現狀 4
1.2.3 問題與不足 5
1.3 本書研究內容 6
第2章 探地雷達系統設計基礎 8
2.1 探地雷達電磁學理論 8
2.1.1 麥克斯韋方程 8
2.1.2 電磁波波動性 9
2.1.3 電磁波的反射與折射 10
2.2 探地雷達系統結構及分類 12
2.2.1 探地雷達原理 12
2.2.2 探地雷達系統結構 13
2.2.3 探地雷達系統分類 14
2.3 高速公路路面結構 15
2.3.1 柔性路面 15
2.3.2 剛性路面 16
2.3.3 複合路面 18
2.4 探地雷達系統總體設計 18
2.4.1 問題分析 18
2.4.2 探地雷達系統架構設計 20
第3章 超寬頻脈衝信號發生器的設計與實現 22
3.1 超寬頻技術 22
3.1.1 超寬頻信號 22
3.1.2 超寬頻探地雷達系統的特性 23
3.2 超寬頻脈衝的生成原理 24
3.2.1 超寬頻脈衝生成原理 24
3.2.2 階躍恢復二極體工作原理 25
3.3 導致脈衝畸變的因素分析 27
3.3.1 阻抗不匹配 27
3.3.2 紋波的產生 28
3.3.3 工作頻率限制和脈衝振幅衰減 28
3.4 超寬頻脈衝電路的設計 29
3.4.1 脈衝振幅轉換器設計 30
3.4.2 高斯脈衝發生器設計 31
3.4.3 脈衝整形濾波器設計 31
3.5 印製電路板布局設計 33
3.5.1 基板的選定 33
3.5.2 電路板布局設計 33
第4章 信號採集與存儲系統的設計與實現 36
4.1 信號採樣理論 36
4.1.1 奈奎斯特採樣定理 36
4.1.2 等效採樣 37
4.1.3 實時採樣 37
4.2 數據傳輸與存儲的瓶頸問題 38
4.3 問題解決方案 40
4.3.1 雷達反射信號採集設計 40
4.3.2 頭檔案數據採集設計 43
4.3.3 多執行緒並行技術 44
4.3.4 臨界區控制及佇列結構 45
4.3.5 數據結構和存儲格式 47
4.4 數據採集控制系統設計 50
4.4.1 按鍵控制模式 51
4.4.2 採集次數控制模式 52
4.4.3 採集時間控制模式 55
4.5 數據採集子系統的程式開發 56
4.5.1 MATLAB環境 57
4.5.2 LabVIEW環境 58
4.6 採集數據檔案量級估算 62
第5章 信號發射與採集系統的控制與設計 63
5.1 雷達天線的設計類別 63
5.1.1 超寬頻天線定義與分類 63
5.1.2 喇叭天線 65
5.1.3 Vivaldi天線 66
5.1.4 蝶形天線 67
5.2 微波電路參數分析 68
5.2.1 S11參數的對比分析 68
5.2.2 VSWR參數的對比分析 70
5.3 FPGA系統同步控制設計 72
5.3.1 雷達系統信號時序分析 72
5.3.2 雙通道同步設計 73
5.3.3 高速數位化儀同步設計 75
5.4 雷達系統整合設計 76
第6章 車載探地雷達數據處理軟體的開發 79
6.1 系統需求分析 80
6.1.1 系統用戶分析 80
6.1.2 功能需求分析 80
6.1.3 系統性能需求分析 81
6.1.4 用戶界面需求分析 82
6.2 GIMAGE系統的總體設計 82
6.2.1 設計理念及開發平台 82
6.2.2 GIMAGE數據結構設計 83
6.2.3 GIMAGE功能結構設計 84
6.2.4 GIMAGE數據處理框架設計 85
6.2.5 用戶界面設計 86
第7章 車載探地雷達系統的套用實驗 88
7.1 探地雷達系統室內測試實驗 88
7.1.1 實驗方案及參數選取 88
7.1.2 數據採集 91
7.2 室內實驗數據處理 91
7.2.1 反射信號的雙曲線特徵 91
7.2.2 噪聲來源分析 92
7.2.3 實驗數據處理步驟 93
7.2.4 介質介電常數的計算 104
7.3 正演模擬對比實驗 106
7.3.1 正演模擬方法 106
7.3.2 正演模型的建立與數值模擬 107
7.3.3 正演模擬數據的處理 110
7.3.4 實驗結果對比分析 111
7.4 室外道路檢測實驗 113
7.4.1 實驗方案設計 113
7.4.2 實驗參數選取 113
7.4.3 數據採集 114
7.5 室外實驗數據處理與結果分析 114
7.5.1 室外實驗數據處理 114
7.5.2 實驗結果分析 117
參考文獻 120
附錄I GPR屬性數據檔案結構 125
附錄II GIMAGE軟體的數據檔案結構 127
編後記
