面向大型結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測的有源異頻收發(fā)式微波雷達系統(tǒng).pdf

1、大型基礎(chǔ)設(shè)施作為國民經(jīng)濟發(fā)展與人民幸福生活的基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)健康與安全運行，受到全社會高度重視，而結(jié)構(gòu)的位移形變是反應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的重要參數(shù)。在位移形變監(jiān)測中，微波雷達技術(shù)具有全天候、遠距離、高精度、低成本等方面的潛在優(yōu)勢，受到了各國研究者的關(guān)注。其中最具代表性的步進調(diào)頻雷達系統(tǒng)，能在幾百米測量距離的條件下、達到毫米級的形變測量精度，但其價格高昂、且技術(shù)壟斷。為了打破國外技術(shù)壟斷狀態(tài)、突破價格瓶頸，開發(fā)出具由全天候，遠距離，高精度，低成

2、本，大量程等形變測量特性的雷達傳感器系統(tǒng)，本文從微波測量的傳輸損耗、微波泄漏、多路徑反射三大問題出發(fā)展開研究，以攻克多普勒雷達系統(tǒng)的高精度遠距離形變測量難題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)三維形變的測量要求，建立一維位移形變與三維位移形變測量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，分析三維形變測量精度與一維形變測量精度的關(guān)系。②針對多普勒雷達系統(tǒng)無源反射、微波泄漏、多路徑反射對測量距離的限制的問題進行分析，提出有源異頻收發(fā)式微波雷達系統(tǒng)的解決方

3、案，推導(dǎo)系統(tǒng)測量原理，論證系統(tǒng)的可行性，分析系統(tǒng)的測量性能。③根據(jù)系統(tǒng)的測量原理，分析并測試系統(tǒng)各個模塊的參數(shù)，結(jié)合市場器件性能現(xiàn)狀，對模塊器件進行選型，搭建相應(yīng)的射頻硬件電路，展開戶外實驗，驗證電路的正確性。④根據(jù)傅里葉變換求相位差的原理，構(gòu)建兩路同頻信號相位差解調(diào)的數(shù)字采集處理硬件電路系統(tǒng)，并基于 FPGA平臺開發(fā)相應(yīng)位移形變解調(diào)軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)相位差的實時在線解調(diào)，進而實現(xiàn)位移形變的解調(diào)。⑤將射頻電路系統(tǒng)與相位差解調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合起來，設(shè)