CN107783199A - 一种新型无线探地雷达系统 - Google Patents
一种新型无线探地雷达系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107783199A CN107783199A CN201711067615.6A CN201711067615A CN107783199A CN 107783199 A CN107783199 A CN 107783199A CN 201711067615 A CN201711067615 A CN 201711067615A CN 107783199 A CN107783199 A CN 107783199A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radar system
- receiver
- ground penetrating
- penetrating radar
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- BYACHAOCSIPLCM-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]ethanol Chemical group OCCN(CCO)CCN(CCO)CCO BYACHAOCSIPLCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100491335 Caenorhabditis elegans mat-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型无线探地雷达系统，所述的系统包括无线存储显示单元、制舱和发射舱，控制舱内安装相互电连接的采集控制单元和接收机，所述采集控制单元可与上述的无线存储显示单元进行无线通信，所述接收机的接收天线伸出控制舱外，发射舱内安装与上述采集控制单元通过光纤相连接的发射机，所述发射机的发射天线伸出发射舱外，在所述的接收天线、发射天线和光纤上均包裹有柔性材料。本发明所公开的新型无线探地雷达系统，采用小型化、轻型化的设计，将采集控制单元和接收机都集成在控制舱内，减小尺寸，方便拖行，可以轻松实现野外作业。
Description
技术领域
本发明涉及工程物探领域，具体的说涉及该领域内的一种新型无线探地雷达系统。
背景技术
探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）是一种快速、高效、无损探测的地球物理勘察设备。现有技术中的探地雷达如图1所示，其利用一根天线发射高频电磁波，另一根天线接收来自地下目标介质界面的反射波，然后对获取的数据进行分析处理，进而得到地下目标的分布状态。低频探地雷达主要用于深部地质勘察、冰川研究、考古、大坝勘察、基岩调查及溶洞空洞探查等领域。常见的低频探地雷达为方形的屏蔽天线，其体积很大，重量很重，很难在野外尤其是树林和有很多砖石的场地进行探测。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种小巧轻便的新型无线探地雷达系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种新型无线探地雷达系统，其改进之处在于：所述的系统包括无线存储显示单元、控制舱和发射舱，控制舱内安装相互电连接的采集控制单元和接收机，所述采集控制单元可与上述的无线存储显示单元进行无线通信，所述接收机的接收天线伸出控制舱外，发射舱内安装与上述采集控制单元通过光纤相连接的发射机，所述发射机的发射天线伸出发射舱外，在所述的接收天线、发射天线和光纤上均包裹有柔性材料。
进一步的，所述的采集控制单元包括ARM处理器，与ARM处理器电连接的无线模块、FPGA芯片和AD转换模块，其中无线模块可与无线存储显示单元进行无线通信，FPGA芯片与时钟模块、ARM处理器和AD转换模块进行信号互联，FPGA芯片产生发射接收信号经过电光转换模块与发射机通信，又通过延迟电路与接收机通信，此外接收机还与上述的AD转换模块信号连接。
进一步的，所述的FPGA芯片还带有JTAG接口可与电脑连接进行调试，带有FLASH存储器存储程序。
进一步的，所述的接收天线有两根，分别位于接收机的两端；所述的发射天线有两根，分别位于发射机的两端。
进一步的，接收机和发射机相对一侧的接收天线、发射天线以及光纤包裹在同一根柔性材料内。
进一步的，在包裹接收机和发射机相背一侧接收天线和发射天线的柔性材料端部设置金属接头。
进一步的，所述的发射天线和接收天线是由两个以上的电阻串联组成。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的新型无线探地雷达系统，采用小型化、轻型化的设计，将采集控制单元和接收机都集成在控制舱内，减小尺寸，方便拖行，可以轻松实现野外作业；无线存储显示单元可与采集控制单元进行无线数据传输，不但可实现远距离数据传输，而且数据直接存储在无线存储显示单元中，可随时进行数据处理和解释，方便快捷；发射天线、接收天线和光纤均包裹于柔性材料内，可以保护其不受到磨损且能够方便行进，实现野外作业。
本发明所公开的新型无线探地雷达系统，其采集控制单元的FPGA芯片通过电光转换模块转换成光信号与发射机连接，通过延迟电路与接收机电连接，以此实现发射机和接收机的电气隔离，减小发射机与接收机间的信号干扰，提高信噪比。
本发明所公开的新型无线探地雷达系统，采用超强地面耦合的设计，在包裹接收机和发射机相背一侧接收天线和发射天线的柔性材料端部设置金属接头，既能实现结构匹配，又能实现配重功能，使天线在行进中能够保持紧贴地面，实现地面耦合。
本发明所公开的新型无线探地雷达系统，发射天线和接收天线是由两个以上的电阻串联组成，这种新型的电阻渐变型加载方式，使原本庞大笨重的天线加载方式变成轻便的柔性天线，以达到小型化、轻型化的目的；将天线由平行放置变为纵向排列，使原本又宽又长的天线变成长条式的天线，不但易于拖动，而且穿过性好。
附图说明
图1是现有探地雷达系统的原理框图；
图2是本发明实施例1所公开探地雷达系统的原理图；
图3是本发明实施例1所公开探地雷达系统中采集控制单元内各部件的电路连接示意图；
图4是现有探地雷达系统中发射天线和接收天线的排列方式示意图；
图5是本发明实施例1所公开探地雷达系统中发射天线和接收天线的排列方式示意图；
图6是本发明实施例1所公开探地雷达系统中发射天线或接收天线的内部组成示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图2所示，本实施例公开了一种新型无线探地雷达系统，所述的系统包括无线存储显示单元1、控制舱2和发射舱3，控制舱内安装相互电连接的采集控制单元和接收机，所述采集控制单元可与上述的无线存储显示单元进行无线通信，所述接收机的接收天线21伸出控制舱外，发射舱内安装与上述采集控制单元通过光纤4相连接的发射机，所述发射机的发射天线31伸出发射舱外，在所述的接收天线、发射天线和光纤上均包裹有柔性材料5。
如图3所示，所述的采集控制单元包括ARM处理器，与ARM处理器电连接的无线模块、FPGA芯片和AD转换模块，其中无线模块可与无线存储显示单元进行无线通信，FPGA芯片与时钟模块、ARM处理器和AD转换模块进行信号互联，FPGA芯片产生发射接收信号经过电光转换模块与发射机通信，又通过延迟电路与接收机通信，此外接收机还与上述的AD转换模块信号连接。所述的FPGA芯片还带有JTAG接口可与电脑连接进行调试，带有FLASH存储器存储程序。各个模块设置独立的功能区进行功能区分，并隔离各个功能区间的干扰信号。
如图5所示，所述的接收天线有两根，分别位于接收机的两端；所述的发射天线有两根，分别位于发射机的两端。
在本实施例中，如图2所示，接收机和发射机相对一侧的接收天线、发射天线以及光纤包裹在同一根柔性材料内。在包裹接收机和发射机相背一侧接收天线和发射天线的柔性材料端部设置金属接头。
如图6所示，所述的发射天线和接收天线是由两个以上的电阻串联组成。
这种新型的电阻渐变型加载方式，将天线由平行放置变为纵向排列，使原本又宽又长的天线（如图4所示）变成长条式的天线，不但易于拖动，而且穿过性好。
本实施例所公开新型无线探地雷达系统的工作过程为：
无线存储显示单元将雷达参数（时窗，采样点，扫描速度等）通过WIFI以无线传输方式发送到采集控制单元内的ARM处理器，ARM处理器接收信号进行计算编码后，将参数发送至FPGA芯片，由FPGA芯片内部的步进控制模块产生发射触发信号和步进延迟触发信号，发射触发信号经过电光转换模块转换后输入光纤，然后再经过光电转换传送到发射机，经过一系列信号转换后经发射天线将雷达信号发射出去；步进延迟触发信号则直接送至接收机，在一系列信号处理之后变成对称的取样信号，触发取样门将接收机通过接收天线接收回来的信号按照步进规则进行取样，并送至保持放大电路然后传送给AD转换模块。同时FPGA计数生成同步信号和AD转换信号，AD转换模块在同步信号和AD转换信号的控制下将接收机传送过来的雷达回波进行精确采集；FPGA计数生成传输控制信号将AD转换模块采集到的雷达数据传送到ARM处理器，ARM处理器将雷达数据做一些简单的信号处理，最后通过WIFI将处理后的雷达数据送至无线存储显示单元进行数据的显示和保存。
Claims (7)
1.一种新型无线探地雷达系统，其特征在于：所述的系统包括无线存储显示单元、控制舱和发射舱，控制舱内安装相互电连接的采集控制单元和接收机，所述采集控制单元可与上述的无线存储显示单元进行无线通信，所述接收机的接收天线伸出控制舱外，发射舱内安装与上述采集控制单元通过光纤相连接的发射机，所述发射机的发射天线伸出发射舱外，在所述的接收天线、发射天线和光纤上均包裹有柔性材料。
2.根据权利要求1所述的新型无线探地雷达系统，其特征在于：所述的采集控制单元包括ARM处理器，与ARM处理器电连接的无线模块、FPGA芯片和AD转换模块，其中无线模块可与无线存储显示单元进行无线通信，FPGA芯片与时钟模块、ARM处理器和AD转换模块进行信号互联，FPGA芯片产生发射接收信号经过电光转换模块与发射机通信，又通过延迟电路与接收机通信，此外接收机还与上述的AD转换模块信号连接。
3.根据权利要求2所述的新型无线探地雷达系统，其特征在于：所述的FPGA芯片还带有JTAG接口可与电脑连接进行调试，带有FLASH存储器存储程序。
4.根据权利要求1所述的新型无线探地雷达系统，其特征在于：所述的接收天线有两根，分别位于接收机的两端；所述的发射天线有两根，分别位于发射机的两端。
5.根据权利要求4所述的新型无线探地雷达系统，其特征在于：接收机和发射机相对一侧的接收天线、发射天线以及光纤包裹在同一根柔性材料内。
6.根据权利要求4所述的新型无线探地雷达系统，其特征在于：在包裹接收机和发射机相背一侧接收天线和发射天线的柔性材料端部设置金属接头。
7.根据权利要求1所述的新型无线探地雷达系统，其特征在于：所述的发射天线和接收天线是由两个以上的电阻串联组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711067615.6A CN107783199A (zh) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | 一种新型无线探地雷达系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711067615.6A CN107783199A (zh) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | 一种新型无线探地雷达系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107783199A true CN107783199A (zh) | 2018-03-09 |
Family
ID=61432524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711067615.6A Pending CN107783199A (zh) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | 一种新型无线探地雷达系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107783199A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108845317A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-20 | 广州大学 | 一种基于分层介质格林函数的频域逆时偏移算法 |
| CN111337883A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-06-26 | 中国矿业大学(北京) | 一种矿井煤岩界面智能探测识别系统及方法 |
| CN111708001A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-25 | 桂林理工大学 | 具有远程数据传输功能的激光雷达数据采集系统 |
| CN112255598A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-22 | 四川九洲空管科技有限责任公司 | 基于光纤通信的fpga远程在线调试方法、装置及系统 |
| CN112596054A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-02 | 牧原食品股份有限公司 | 一种坝体风险防控装置 |
| CN113093295A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-09 | 电子科技大学 | 一种井中前视探地雷达系统 |
| CN113482594A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-08 | 四川华晖盛世探测技术有限公司 | 一种钻孔雷达系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101872018A (zh) * | 2010-06-04 | 2010-10-27 | 武汉天毅达电子科技有限公司 | 无线探地雷达系统 |
| US20120133543A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-05-31 | King Abdulaziz City For Science And Technology | Dual mode ground penetrating radar (gpr) |
| CN205215234U (zh) * | 2015-12-02 | 2016-05-11 | 南京工业职业技术学院 | 一种便携式24GHz连续波人体生命探测仪 |
| CN205982672U (zh) * | 2016-08-27 | 2017-02-22 | 沈阳市勘察测绘研究院 | 地质雷达探测仪 |
| CN207380264U (zh) * | 2017-11-03 | 2018-05-18 | 中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所） | 一种新型无线探地雷达系统 |
-
2017
- 2017-11-03 CN CN201711067615.6A patent/CN107783199A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101872018A (zh) * | 2010-06-04 | 2010-10-27 | 武汉天毅达电子科技有限公司 | 无线探地雷达系统 |
| US20120133543A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-05-31 | King Abdulaziz City For Science And Technology | Dual mode ground penetrating radar (gpr) |
| CN205215234U (zh) * | 2015-12-02 | 2016-05-11 | 南京工业职业技术学院 | 一种便携式24GHz连续波人体生命探测仪 |
| CN205982672U (zh) * | 2016-08-27 | 2017-02-22 | 沈阳市勘察测绘研究院 | 地质雷达探测仪 |
| CN207380264U (zh) * | 2017-11-03 | 2018-05-18 | 中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所） | 一种新型无线探地雷达系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 谢处方 等: "《加载与媒质中天线》", 成都：电子科技大学出版社, pages: 1 - 3 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108845317A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-20 | 广州大学 | 一种基于分层介质格林函数的频域逆时偏移算法 |
| CN108845317B (zh) * | 2018-06-07 | 2020-10-27 | 广州大学 | 一种基于分层介质格林函数的频域逆时偏移方法 |
| CN111337883A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-06-26 | 中国矿业大学(北京) | 一种矿井煤岩界面智能探测识别系统及方法 |
| CN111708001A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-25 | 桂林理工大学 | 具有远程数据传输功能的激光雷达数据采集系统 |
| CN112255598A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-22 | 四川九洲空管科技有限责任公司 | 基于光纤通信的fpga远程在线调试方法、装置及系统 |
| CN112255598B (zh) * | 2020-10-14 | 2023-09-26 | 四川九洲空管科技有限责任公司 | 基于光纤通信的fpga远程在线调试方法、装置及系统 |
| CN112596054A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-02 | 牧原食品股份有限公司 | 一种坝体风险防控装置 |
| CN113093295A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-09 | 电子科技大学 | 一种井中前视探地雷达系统 |
| CN113093295B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-08-26 | 电子科技大学 | 一种井中前视探地雷达系统 |
| CN113482594A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-08 | 四川华晖盛世探测技术有限公司 | 一种钻孔雷达系统 |
| CN113482594B (zh) * | 2021-07-06 | 2023-10-31 | 四川华晖盛世探测技术有限公司 | 一种钻孔雷达系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107783199A (zh) | 一种新型无线探地雷达系统 | |
| US20170160412A1 (en) | Systems and methods for wireless communication in a geophysical survey streamer | |
| CN103941296B (zh) | 一种双频复合天线探地雷达 | |
| US8723723B2 (en) | Dual mode ground penetrating radar (GPR) | |
| WO2020057019A1 (zh) | 一种多勘探地球物理场并行采集系统及方法 | |
| GB2501990A (en) | Synthetic Aperture Radar System | |
| CN207380264U (zh) | 一种新型无线探地雷达系统 | |
| CN102520449B (zh) | 高密度电法仪接收机装置 | |
| CN103630943B (zh) | 一种探测月壤厚度和月球次表层地质结构的方法及系统 | |
| CN102749655A (zh) | 瞬变电磁仪背景场制导选频技术去除电磁干扰信号的方法 | |
| CN103412341A (zh) | 冷线圈核磁共振地下水探测装置及探测方法 | |
| CN106707351B (zh) | 一种tbm施工隧道超前探测磁共振装置系统 | |
| CN109633758A (zh) | 一种多频复合探地雷达系统 | |
| CN103825787B (zh) | 有线级联式电磁数据采集系统及其测量方法 | |
| CN103412338B (zh) | 伪随机码电法仪 | |
| CN203673081U (zh) | 基于无线网络的地下全波核磁共振探测装置 | |
| CN103499842A (zh) | 一种微米电磁勘探方法 | |
| CN104092021A (zh) | 探地雷达双频天线 | |
| CN205246902U (zh) | 一种离子遥感物探仪 | |
| CN208721785U (zh) | 一种地质雷达低频非屏蔽天线的屏蔽装置 | |
| CN202444059U (zh) | 无线电波接收天线、接收装置和透视系统 | |
| CN103259101A (zh) | 无线电波接收天线、接收装置、透视系统和探测方法 | |
| EP2989681A1 (en) | Tracking device | |
| CN202797573U (zh) | 一种用于地震传感器阵列装置的履带滑动电连接结构 | |
| CN106093601A (zh) | 一种目标闪电电场变化信号采集系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Lei Inventor after: Zhang Youyuan Inventor after: Li Yitong Inventor after: Cui Zhenxing Inventor after: Zhang Zhiwen Inventor after: Huang Suzhen Inventor after: Meng Qinghe Inventor after: Liu Xianlin Inventor after: Yang Zhentao Inventor after: Guo Fuqiang Inventor after: Peng Yu Inventor before: Wang Lei Inventor before: Zhang Youyuan Inventor before: Li Yitong Inventor before: Cui Zhenxing Inventor before: Zhang Zhiwen Inventor before: Huang Suzhen Inventor before: Meng Qinghe Inventor before: Liu Xianlin Inventor before: Yang Zhentao Inventor before: Guo Fuqiang Inventor before: Peng Yu |