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本文介绍了一种基于数字中频的微波检测目标内空洞的方法,重点讨论微波检测信号的数字化处理。传统的微波检测是完全采用模拟技术的方法,微波传感器的输出经模拟解调、包络检波后,通过提取到的包络信号来做出判断,存在检测准确率不高的缺点。本文介绍的方法借鉴了软件无线电系统结构的基本思想,利用数字中频技术,通过天线阵列向被测物发射微波,并检测反射波,为了简化射频模拟前端,使宽带A/D转换尽可能地靠近天线去完成模拟信号的数字化,而且数字化后的信号尽可能地用软件方法进行处理,实现各种功能。
应用数字中频技术,并且针对香烟自动化装箱(一箱烟有50条,每条10盒)过程中可能出现的缺条,即空洞现象,我们设计了一种基于数字中频的烟箱缺条微波检测系统来检验这种方法。由于微波频率高,直接对微波信号进行数字处理硬件上存在困难,本系统利用AD6652和ADSP-BF561平台分别实现数字中频技术和数字信号处理,通过对来自微波传感器的信号进行解调、分析来判断烟箱是否缺条。研究表明微波传感器对于烟箱缺条十分敏感,通过数字中频技术可大大提高系统识别的准确性和可靠性。本文介绍了系统的软、硬件设计与实现,并给出了实验结果。该系统不仅可以用在类似卷烟生产等自动化包装生产线上,经过改进还可以应用到其他领域,如生物医学信号检测、物质成分测定等。
通过基于数字中频的烟箱缺条微波检测系统的设计制作,实践证明将数字中频技术应用到微波检测系统的方法是成功的,其主要优势在于:
1、由于I/Q信号是由中频采样值通过运算产生,可以得到很好的相位正交性和幅度一致性;
2、有现场编程能力,软件上通过调整解调方法、参数等就可满足不同场合的需要,比较方便实用;
3、数字电路元件的一致性较好,不存在温漂和非线性失真问题,系统更加稳定;
4、电子设备的利用率高、成本低、体积小、维护方便。可见,采用数字中频的方法来处理微波检测信号有很大的科学意义和现实意义。