CN109884624A - 一种机载探地雷达 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机载探地雷达，包括控制模块、发射机、发射天线、接受机、接收天线、滤波器、数据处理模块；控制模块与发射机电连接，控制模块控制发射机经发射天线向地面发射高频电磁波；电磁波打到不同电性质的物质上产生特征回波，接收机接收到回波后经过滤波器、功率放大器处理后继续进行采样和数据处理，得出当前地面下是否有金属，并判断地面金属分布，若发现符合设定的雷区特征，控制模块将控制系统进行进一步的检测，从而判断金属的大小、形状信息，在现代战争中具有重要的作用。特别的是，本发明设有的特征检测模块不予识别体积过小的金属，防止误判。
Description
技术领域
本发明涉及雷达的技术领域，具体涉及一种机载探地雷达。
背景技术
探地雷达是通过发射天线向地下发射高频电磁波，电磁波在地下传播时遇到电性性质不同的介质或临界面时会发生反射，这时通过接收天线反射回地面的电磁波，然后通过控制系统接收处理信号，得到探查地地质体分布的情况。
一种机载探地雷达的关键技术在于能够识别地面雷区等较密集金属群，对于小体积或者大深度下金属可以不予识别，即对于精度要求不高。采用超高频脉冲电磁波谱探测地下介质分布，通过对不同介质电磁性参数不同识别出金属物。
一种机载探地雷达，是指可以装载到无人机、无人车等机械上，在危险环境中作业的设备。比如战争时期，某一阵地未知敌人是否埋有地雷，贸然通过可能会造成重大伤亡，同时人工扫雷速度太慢，一款无人、自动化扫雷设备的存在则可以解决这个问题。
发明内容
本发明克服上述现有技术的问题提供一种机载探地雷达。
本发明采用的技术方案为：一种机载探地雷达，包括控制模块、发射机、发射天线、接受机、接收天线、滤波器、数据处理模块；控制模块与发射机电连接，控制模块控制发射机经发射天线向地面发射高频电磁波；电磁波打到不同电性质的物质上产生特征回波，接收机接收到回波后经过滤波器、功率放大器处理后继续进行采样和数据处理，得出当前地面下是否有金属，并判断地面金属分布。
其中，若发现符合设定的雷区特征，控制模块将控制系统进行进一步的检测，从而判断金属的大小、形状信息。
其中，特征检测模块不予识别体积过小的金属，防止误判。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1)目前的探地雷达多为手持式，在探测雷区等空间分布广的目标时会有速度较慢的情况，一种机载探地雷达可装载到无人机、无人车上，可以实现快速探测雷区，达到预判雷区的效果，本发明的特点是快速、便捷、安全、成本低；采用多方位雷达天线布局，覆盖机器移动过程的周边范围。特定频率、特定回波类型识别：不识别铁钉、铁丝、铁屑，过滤杂波，避免误报警。
2)快速识别雷区地雷分布；
2)无人扫雷；
3)排除误判情况；
4)识别出雷区地图，与无人机协同实现定向排雷。
5)较好的便捷性，方便安装于无人机、无人车及其他机动设备上；
6)成本低，利于大规模推广；
7)增加效率，不仅仅可以探测敌方雷区，也可以检查自己的雷区有无破坏。
附图说明
图1为一种机载探地雷达原理框图；
图2为一种机载探地雷达数据处理框图；
图3为一种机载探地雷达探测流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明一种机载探地雷达，包括控制模块、发射机、发射天线、接受机、接收天线、滤波器、数据处理模块；控制模块与发射机电连接，控制模块控制发射机经发射天线向地面发射高频电磁波；电磁波打到不同电性质的物质上产生特征回波，接收机接收到回波后经过滤波器、功率放大器处理后继续进行采样和数据处理，得出当前地面下是否有金属，并判断地面金属分布；其中，若发现符合设定的雷区特征，控制模块将控制系统进行进一步的检测，从而判断金属的大小、形状信息。其中，特征检测模块不予识别体积过小的金属，防止误判。
此处计算机系统为终端系统，是为方便前方工作台能够实时查看无人探地雷达(本发明)的探测情况并进行远程操控所设。计算机系统通过无线通信系统与前方探测设备通信，根据实时显示与实际情况指导控制模块进行数据采集与数据处理操作，进而进一步获取雷区分布的精确信息(如非行军路线上发现雷区，为进一步确定其真实性以及雷区分布、规模情况，操作台即可通过此进行控制)。
数据采集模块：包括发射机、发射天线、接收机、接收天线，用来采集地面浅层下物质的分布；发射天线发射高频电磁波，接收天线接收到特征回波；并通过无线传输系统分析将回波信息发送至终端进行回波特性的分析(探测模块内存、功耗等原因)。
去除噪点：去除干扰回波，以及可能出现的波形突变，进行优化；
数据处理：不同物质的电性质不同，通过分析回波中的频谱信息，进而确定地下浅层的金属等物质分布；
终端显示：将结果实时显示在远程操作者面前。
如图2所示，本发明的关键是较远距离下识别地面浅层的地雷，一种机载探地雷达对待测目标区域循环监测，对于可疑区域重复检测：无人机/无人车在可探测范围内移动，发现可疑目标后通过控制模块调整无人机/无人车姿态实现精确探测，无人机调整飞行高度和速度、探地雷达密集发射特定频率电磁波等方式完成精确定位。无人车通过调整行驶速度、探地雷达多方位发射超高频电磁波等方式实现精确定位。当探测到雷区后，通过天线与终端通信，雷区情况实时显示在终端显示屏上。显示屏上还包括安全区域、未探区域；
控制模块：1)通过无线传输系统与终端远程通信(数据可上传)；2)控制电磁波信号的发射、无人探测的设备的飞行；3)分析处理数据，得出最终结果(数据会处理)；
发射机：控制发射天线发射电磁波信号；
限幅电路：保护电路(波形整形、变化、过压保护)；
发射天线：发射高频电磁波；
接收机和接收天线：接收回波(之后的回波分析是关键，通过对频谱信息的分析得出地面浅层金属物质分布，甚至可以得出对应金属物质的形状、大小等，达到误报警的目的)；
滤波器：减轻杂波干扰和分离特征信号；
功率放大器：控制波形失真比例；
采样处理和数据处理：得出地面浅层金属等分布。
Claims (3)
1.一种机载探地雷达，其特征在于：包括控制模块、发射机、发射天线、接受机、接收天线、滤波器、数据处理模块；控制模块与发射机电连接，控制模块控制发射机经发射天线向地面发射高频电磁波；电磁波打到不同电性质的物质上产生特征回波，接收机接收到回波后经过滤波器、功率放大器处理后继续进行采样和数据处理，得出当前地面下是否有金属，并判断地面金属分布。
2.根据权利要求1所述的一种机载探地雷达，其特征在于：若发现符合设定的雷区特征，控制模块将控制系统进行进一步的检测，从而判断金属的大小、形状信息。
3.根据权利要求1所述的一种机载探地雷达，其特征在于：特征检测模块不予识别体积过小的金属，防止误判。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113075738A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-06 | 桂林理工大学 | 一种基于无人机的探地雷达测量系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109073348A (zh) * | 2016-01-21 | 2018-12-21 | 奥维耶多大学 | 用于对埋藏物体进行探测、定位和图像获取的机载系统和方法、表征底土成分的方法 |
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2019
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Patent Citations (1)
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| CN109073348A (zh) * | 2016-01-21 | 2018-12-21 | 奥维耶多大学 | 用于对埋藏物体进行探测、定位和图像获取的机载系统和方法、表征底土成分的方法 |
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| CN113075738A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-06 | 桂林理工大学 | 一种基于无人机的探地雷达测量系统 |
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