原文传递
车载探地雷达回波信号增强技术的研究
| 论文题名： | 车载探地雷达回波信号增强技术的研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;探地雷达;无损检测;回波信号;增益补偿 |
| 摘要： | 我国铁路隧道和高速铁路隧道已经位于世界首位，铁路隧道的病害普查和定期健康状态检查，急需一种无接触式的快速无损检测手段。探地雷达无损检测技术广泛于隧道质量与病害检测，但是由于目前普遍使用地面耦合天线，不具备快速检测条件。为了能在列车正常运行条件下检测隧道，我国研究了具有快速检测特点的车载探地雷达隧道检测系统。该系统采用空气耦合天线，天线安装在车辆限界以内。由于天线离隧道壁距离增大，导致深层反射回波信号减弱。本文针对这一问题，开展深层反射回波信号增强技术的研究，为我国高速铁路隧道车载探地雷达检测技术提供技术支持，具有重要的意义。 目前深层反射回波信号增强主要在雷达数据后处理软件中实现，这种方法没有增强有用信号，虽然可以抑制部分系统噪声，但对信噪比的提高十分有限。为了克服现有方法的缺点，本文的研究是在接收天线之后、取样头之前采用硬件对回波信号进行时变增益放大，它只放大回波有用信号，而对系统噪声不做任何放大，从而提高了信噪比，同时补偿了因天线离隧道壁距离增大而造成的扩散损失。本文在电磁波传播理论基础上，分析了电磁波的衰减机理，并得出球面指数补偿(SEC)增益为依据的增益补偿方法。 由于目前使用的车载探地雷达隧道检测系统采用等效采样原理，因此本文着重分析了接收系统的回波信号等效采样方法和电路，包括该方法的理论分析，采样保持、数模转换。在等效采样理论和现有硬件条件下，首次提出了“等效时变增益放大”概念，根据“等效时变增益放大”概念，设计和制作了时变增益放大电路，经过多次改进，达到了对回波信号时变增益放大目标。试验结果表明，本文设计的时变增益(TVG)放大电路，最大增益可以到达13分贝，可以补偿2.5米的几何衰减。采用本文的研究成果，天线与隧道壁最大距离可增加到4.75米，能够满足我国高铁双线隧道单边检测的要求，具有实用意义。 |
| 作者： | 张瑜 |
| 专业： | 摄影测量与遥感 |
| 导师： | 昝月稳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
