综合物探方法在城市道路典型障碍物定位研究中的应用

在城市主干道路改扩建工程中,为准确测定地下原水箱涵及其附属隐伏护管桥的空间位置,保障高架桥梁桩基的准确设计及顺利施工,采用高密度电法、地震面波法、探地雷达法、GEM-2多频电磁法等几种常用工程物探方法,旨在对比方法有效性,总结技术要点,为城市道路典型障碍物定位研究积累技术资料及工程经验。地下原水箱涵道及其附属隐伏护管桥为钢筋混凝土,具有特殊的工程结构,与地层具有明显的物性差异,这里利用GEM-2多频电磁法清晰地准确地探测到了护管桥的平面边界,高密度电法、地震面波法较为有效地圈定了护管桥及原水箱涵的空间位置,探地雷达法清晰地探测到了护管桥区域,并且精细地刻画了原水箱涵及护管桥的空间关系,这些成果为类似城市道路工程问题的地球物理勘察提供了实践依据及解决方案。

高频地波雷达信号波形分析

根据雷达设计的一般原理 ,综合研究了雷达波形分析的一般概念、处理技术和主要结果 ;尤其针对国家 86 3计划海洋领域重大课题要求研制的高频地波雷达的特殊需要 ,深入研究了线性调频中断连续波 (FMICW)的基本理论、波形参数和处理方法 ,使之成为高频地波雷达 OSMAR2 0 0

舰载无源综合脉冲/孔径雷达及其若干关键问题

本文根据综合脉冲 /孔径雷达采用多个天线同时向全空域辐射多个载频信号 ,而在接收端通过信号处理获得发射方向图的特点 ,提出一种新的雷达体制———舰载无源综合脉冲 /孔径雷达 .该雷达既利用在岸上发射、在舰船上接收而构成岸 舰双 /多基地“广播式”雷达 ,又由于在接收站不发射信号而相当于无源定位 .本文介绍该雷达的基本组成、工作原理及其特点 ;分析其性能 ;讨论该雷达需解决的关键问题 .

基于Linux的多频高频地波雷达LXI总线模件设计

在以ARM芯片为核心的硬件平台上,设计了一种通用的LXI总线模件,可作为多频高频地波雷达的系统总线.它以AT91RM9200,DM9161和IDT7028芯片为硬件基础,Linux操作系统为软件平台,利用Linux内核的同步机制来保证系统运行的稳定性,采取全双工的双向中断方式实现大量数据包的传送,满足了多频高频地波雷达总线模件的接口要求,并提供了一套有效的系统测试方案.测试结果表明,该LXI总线接口模件稳定性好、可靠性高,网络数据传输平均速度为45 Mb/s,达到了多频高频地波雷达总线模件的设计要求.

“灿鸿”台风期间高频地波雷达数据分析

分析了小型阵变频高频雷达在"灿鸿"台风期间海面风、浪、流遥测结果。将雷达观测结果与定点浮标数据进行比对,表现出很好的一致性。其中径向流相关系数为0.92,均方根误差为0.13 m/s,有效波高相关系数为0.90,均方根误差为0.50m,平均波周期相关系数为0.64,均方根误差为1.12s。风向相关系数为0.55,均方根误差为40.0°。风速相关系数为0.68,均方根误差为3.26m/s。雷达对海流的探测能力最优,在高海况下对风、浪探测能力优于低海况下;雷达对"灿鸿"台风期间风、浪的探测延迟于浮标测量。结果表明小型阵变频高频地波雷达较好地反映了台风期间波浪场的空间分布及其发展变化情况,具有一定的灾害性海洋天气监测能力。

双基地高频雷达一阶海杂波多普勒频移展宽效应

通过分析杂波单元上双基地角的变化,定量分析了双基地高频地波雷达一阶海杂波多普勒频移展宽效应,给出了展宽效应在雷达探测区域上的空间分布,分析了展宽效应的影响因素。同时分析了极限双基地角时的谱展宽效应和零频附近的一阶海杂波能量分布。分析表明,双基地杂波单元上的一阶海杂波Bragg峰多普勒频移是一个连续谱,因而在基线和发射机附近会形成雷达盲区。

基于分时双频的高频地波雷达海面目标探测

提出了一种分时双频方法用以提高其目标探测性能.分析了分时双频雷达波形,针对分时双频探测引起的目标相干积累时间减少以及多普勒谱点不对齐等问题,利用非均匀傅里叶变换将其转换为一不适定问题,并利用Cauchy-Gaussian模型正则化方法进行外推处理,从而获得目标多普勒谱图.仿真结果表明该方法能够有效地消除海面移动目标的检测盲区,提高检测性能.

用于近海监测及海态遥感的高频地波雷达

高频雷达在海防建设中发挥着重要作用，如舰船跟踪及超低空飞行目标检测等。介绍了高频地波雷达在海态遥感领域的应用，分析了其基本理论，讨论了提取海态信息的方法。最后给出了雷达系统组成框图及海态参数计算流图。

软件化多频地波雷达频率合成器设计

针对高频地波雷达海洋动力学参数多频探测的技术特点,提出了一种基于波形库的软件化多频地波雷达频率合成器实现方案,可以同时和分时产生多路脉内线性调频信号,各路信号形式、频率、初相、幅度等都独立可控,解决了雷达波形种类、幅相控制、捷变时间受限等问题,较大提高雷达系统性能;给出系统的硬软件实现方案。测试结果表明,该数字频率源的相位噪声在偏离载波1 kHz处达-112 dBc/Hz,满足高频地波雷达进行长时间相干积累对频率源稳定性的要求。

基于缺陷地结构的宽带多频天线设计

提出了一种新的小型化、宽频带的多频微带天线该天线具备三个不同的工作频段,可同时工作在蓝牙、无线射频识别(Radio Frequency Identification Devices,RFID)、无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)和全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)的通信频段上.该微带天线主要由四个半圆环、一个圆环、一个矩形带以及缺陷地组成.为了获得结构的小型化,通过在四个半圆环中增加一个圆环来激发出该天线的两个谐振频率,通过改进地板为带圆形缺陷的拱结构来获得第三个阻抗匹配良好的频段.实测结果显示:该天线在工作频段具有很好的辐射特性和增益.

GPS在双(多)基地高频地波雷达中的应用

针对双(多)基地高频地波雷达高精度同步问题,给出了一种利用GPS模块进行校频的时间同步方法。该方法采用FPGA器件,外同步源来自GPS接收信号,通过对FPGA内部设计的数字鉴相器输出的相差进行处理,并通过时间步长由小增大的方式调整恒温晶振的调谐电压,结果获得很高的频率同步精度。输出各信号的时间关系由软件设定,以计数方式产生,不但电路简单,调试修改方便,更重要的是使各信号间的时序关系准确、稳定、可靠,减少了雷达的相位误差。考虑到GPS接收机不能正常接收到信号的情况,FPGA内部的波形产生逻辑模块还进行了冗余设计,在GPS接收机不能正确接收到信号时,产生精度由时钟保证的同步信号,确保时间同步信号的连续性。文中还给出了利用ModelSim进行仿真的结果。理论分析和仿真结果说明了该文设计方案的可行性。

多通道高频地波雷达接收机系统的总线选择

本文综合比较了VXI、CPCI、USB总线的历史及现状、发展趋势、技术特点。根据高频地波雷达接收机对系统总线的要求,说明了在该系统中采用VXI总线的理由,并简要介绍了VXI接口在高频地波雷达接收机系统中的实现方法。本文所提出的VXI总线设计方案在OSMAR2000多通道高频地波雷达系统中的应用,改善了该系统的综合性能,使系统具有更高的数据传输速度、更好的电气抗干扰和电磁屏蔽性能。

时频联合处理方法在地波高频雷达中的应用

一般采用时域或频域的方法对雷达信号进行分析。时频联合处理方法在时间-频率二维空间对信号的特性进行分析,从而进一步得到信号频谱分量在时间轴上的分布图。因此,对于具有时变频率分量的空中目标回波而言,时频联合处理方法是一种有效的分析方法。文中简要介绍了时频联合处理方法的基本方程,采用时频联合处理方法对具有多个频谱分量的混合信号、噪声加信号和高频雷达在强海杂波背景下的空中机动目标回波信号进行了分析和说明。结果表明,时频联合处理方法的应用能大大提高高频雷达对目标的探测能力。

利用分数阶Fourier变换抑制高频地波雷达中线性调频干扰

高频地波雷达(HFGWR)受到严重的射频干扰影响。单频射频干扰在接收信号中体现为高强度的线性调频信号,从而污染所有距离元。为抑制射频干扰,通过分析其频率特征,使用分数阶傅里叶变换(FRFT)将原始信号转换到分数阶傅里叶域,对射频干扰对应的谱峰置零,达到抑制干扰的目的。该方法的优点在于抑制射频干扰的同时无损干扰位置处的回波信号,无需重构信号。实测数据分析表明:FRFT不仅能有效抑制射频干扰,信噪比提高可达10 d B以上,而且其计算复杂度较小,满足雷达实时工作要求。

便携式高频地波雷达双频接收天线的设计与实现

现有高频地波雷达大多采用单一工作频率,较易受外部干扰影响,且回波包含信息有限。设计与实现了一种便携式高频地波雷达双频接收天线,通过对原有单频接收天线电路进行修改,增加频率控制端和开关电路,实现了三元交叉环/单极子接收天线同时双频工作的功能。室内测试及现场实验结果均验证了该双频接收天线的有效性。

象山港牛鼻山水道潮流场的高频地波雷达观测与分析

作为LORCE计划中构建高频地波雷达观测网的试点,面向象山港牛鼻山水道,在六横岛郭巨山和白马礁各设置了1台OSMAR-S50高频地波雷达。在2台雷达合成表面流场有效区域的中间地带,利用Valeport旋桨式海流仪和ADCP定点开展了周日连续观测,以验证高频地波雷达合成表面流场的精度。对比定点流场和高频地波雷达对应数据发现,两者变化相关性较好,高频地波雷达在该点获得的流场有较高精度。借助SCHISM建立的区域模型结果,检验了高频地波雷达数据大面上的可用性。比较发现,观测和模拟值在大的趋势上是一致的:牛鼻山水道为规则半日潮流海域,M_(2)是主要分潮,分潮M_(2)和K_(1)以往复流为主;涨潮时外海海水先通过牛鼻山水道流向象山港内,一段时间后再流向佛渡水道;落潮时象山港内海水率先经牛鼻山水道流出至外海,随后佛渡水道海水再逐渐流入牛鼻山水道。

1-bit采样下雷达脉压性能分析

1-bit采样因其低成本、低功耗等优势引起了广泛关注,本文主要讨论1-bit采样下雷达的脉压性能。首先,推导了1-bit采样造成的信噪比损失,分析了1-bit采样的适用条件,进而发现1-bit采样适合于单次回波信噪比较低的应用场景。接着,通过理论分析可知相对于高精度脉压系数,1-bit脉压系数会带来额外的脉压信噪比损失,但实现方式更为简单。此外,分析了在高信噪比下,发射信号为线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号时周期性假目标出现的原因,并且指出相位编码可有效避免假目标出现。仿真实验验证了以上理论推导的正确性。最后,结合某高频(high frequency,HF)地波雷达的实测数据验证了1-bit采样的可行性。

京广铁路浅覆盖型岩溶路基注浆整治策略

京广铁路广州段路基近几年多次出现岩溶塌陷,严重影响铁路安全运营,部分段落亟须进行注浆加固。为避免盲目注浆,制定了浅覆盖型岩溶注浆整治策略。首先收集铁路路基沿线附近钻孔资料,划分岩溶塌陷风险段,采用多源频率域地震波法对岩溶发育中、高风险段进行探查。然后结合物探成果和地层特征,制定注浆方案。最后选取部分注浆段落物探复测,评价注浆效果。结果表明,多源频率域地震波法能够较好地适用于既有线铁路勘察,优化了注浆方案在有效控制成本的基础上,达到了预期注浆加固效果。

DDS技术在数字化高频地波雷达频率合成器中的应用

介绍了如何使用DDS技术完成数字化高频地波雷达频率合成器的设计。通过对该频率合成器指标的测试,验证了使用DDS技术设计频率合成器的正确性。

基于TMS320C6748的多频高频雷达网络通信总线设计

根据多频高频地波雷达总线数据传输速率的要求,本文设计了一种基于以太网通信的数据传输系统.系统以数字信号处理器TMS320C6748为硬件基础,该处理器有一个10/100 Mb·s-1自适应的以太网接口,既可以完成对大量雷达采样数据的处理又可以直接与上位机通信,不需要额外的硬件平台.该系统具有设置固定和可变IP地址、接收和上传设备信息、响应在线设备搜索命令以及定时上传雷达采样数据的功能,并提供一套有效的系统可靠性测试方案.测试结果表明,该网络通信系统有良好的稳定性和可靠性,数据传输速率平均可达80 Mb/s,很好地满足了多频高频地波雷达系统的需求.