鉆孔雷達(dá)的接收機(jī)前端設(shè)計(jì).pdf

1、鉆孔雷達(dá)作為探地雷達(dá)的一種，是工作于鉆孔中的雷達(dá)，廣泛應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)、資源勘測(cè)、考古挖掘等諸多領(lǐng)域。對(duì)于鉆孔雷達(dá)的研究對(duì)彌補(bǔ)我國(guó)在商用鉆孔雷達(dá)的研制、生產(chǎn)上的落后局面有著重要的意義。鉆孔雷達(dá)接收機(jī)作為雷達(dá)的重要組成部分，對(duì)于雷達(dá)的整體性能有著重要的影響，如何設(shè)計(jì)出高性能、低成本、易生產(chǎn)的鉆孔雷達(dá)接收機(jī)是鉆孔雷達(dá)研究的重要方面。
　　本文主要研究設(shè)計(jì)鉆孔雷達(dá)的接收機(jī)前端部分，包括限幅器、收發(fā)開(kāi)關(guān)、可變?cè)鲆娣糯笃?、采樣保持電路及相關(guān)控

2、制電路等幾個(gè)主要組成部分。首先根據(jù)系統(tǒng)要求對(duì)前端電路進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真、加工測(cè)試，然后針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)問(wèn)題對(duì)相關(guān)部分進(jìn)行改進(jìn)、完善，以滿(mǎn)足整個(gè)探地雷達(dá)的實(shí)用要求。
　　根據(jù)本鉆孔雷達(dá)的應(yīng)用環(huán)境，雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)于接收機(jī)部分提出如下指標(biāo)要求：接收機(jī)工作頻率為60MHz~180MHz；要求接收機(jī)能夠處理脈沖寬度為6~10ns的脈沖信號(hào)，對(duì)每個(gè)脈沖信號(hào)采集8~10個(gè)取樣點(diǎn)；同時(shí)要求接收機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)0dB~60dB的可變?cè)鲆?，增益步進(jìn)為10dB

3、；在60dB增益時(shí)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)小于2.5dB。此外，還應(yīng)包括保證接收機(jī)安全可靠工作的輔助電路。本文針對(duì)以上指標(biāo)要求對(duì)接收機(jī)前端部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。
　　為了消除收發(fā)天線(xiàn)間直達(dá)波的影響，在接收機(jī)的最前端加入限幅電路以及高速切換的收發(fā)開(kāi)關(guān)電路。限幅電路通過(guò)二極管抑制較大幅度的直達(dá)波，防止其對(duì)后續(xù)的開(kāi)關(guān)電路以及放大器造成損毀。之后再通過(guò)收發(fā)開(kāi)關(guān)將已經(jīng)削去峰值的直達(dá)波進(jìn)行消除，達(dá)到保護(hù)電路的目的。
　　可變?cè)鲆娌糠植捎?0dB，

4、20dB，10dB放大器通過(guò)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換控制其接入電路的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)0dB~60dB的可變?cè)鲆?。此時(shí)要考慮放大器的電源通、斷控制，以免造成系統(tǒng)干擾甚至不穩(wěn)定。
　　系統(tǒng)采用等效采樣的方式，重復(fù)頻率為10kHz。采樣保持電路用兩級(jí)同步采樣來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一級(jí)采用高速切換開(kāi)關(guān)加保持電容的方式實(shí)現(xiàn)，切換開(kāi)關(guān)的切換速度在皮秒級(jí)別，采樣后的信號(hào)保持時(shí)間在幾百納秒的級(jí)別；第二級(jí)用AD783采樣保持芯片，其采集時(shí)間可達(dá)200ns，其保持時(shí)間滿(mǎn)足10kHz