【摘 要】
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探地雷达是一种利用高频电磁波的反射探测目标及地下介质分布的物探方法。冲击脉冲体制探地雷达所采用的冲击脉冲信号携带有丰富的低频和高频分量,能兼顾探测距离和分辨率等
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探地雷达是一种利用高频电磁波的反射探测目标及地下介质分布的物探方法。冲击脉冲体制探地雷达所采用的冲击脉冲信号携带有丰富的低频和高频分量,能兼顾探测距离和分辨率等系统性能。因此被广泛应用于树林、冰雪、泥土等多散射环境中目标的探测和识别。冲击脉冲体制探地雷达采用的窄脉冲信号具有很大的瞬时带宽,同轴电缆难以实现无色散、无失真的信号传输。如果以光波作为载波进行窄脉冲信号的传输,可以有效的减少脉冲信号的相对带宽;而且光纤是由绝缘体材料制成,不会出现同轴电缆因外皮带电引起辐射导致波形失真的问题。因此,光纤取代同轴电缆作为冲击脉冲体制探地雷达的信号传输媒质具有重要的工程意义。本文的主要工作是根据冲击脉冲体制探地雷达对信号传输的特殊要求,设计、制作并调试出满足雷达系统要求的光纤传输系统。本文的主要贡献和创新点可以归纳为以下几个方面:(1)在对无载波、大瞬时带宽的高斯脉冲信号分析的基础上,采用光纤传输系统进行雷达信号传输;(2)结合光纤传输原理及光电器件性能参数,设计出适合冲击脉冲体制探地雷达信号的传输方案;(3)选用数字激光驱动芯片完成模拟光发射模块设计,并通过设计慢启动电路,自动功率控制电路(APC)保证了发射模块工作的稳定性;(4)选用不同光电检测器件和相关芯片设计出两套信号接收方案,并从原理和实测数据进行分析评估,从而实现了设计方案的优化;(5)设计出了适应于窄脉冲信号的调制电路和阻抗匹配电路,应用于冲击脉冲体制探地雷达系统信号传输测试,实现了窄脉冲信号的线性传输。
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