伪随机编码脉冲探地雷达主控系统设计与实现
文献类型：学位论文
| 作者 | 尹肖飞 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-06-02 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 张群英 |
| 关键词 | 探地雷达 主控系统 伪随机二进制序列 现场可编程门阵列 脉冲压缩 |
| 其他题名 | Design and Realization of GPR Host Control System with Pseudo Random Coding |
| 中文摘要 | 探地雷达是利用一定频率电磁波探测地下地层结构或表层掩埋物体的探测技术，探地雷达系统一般由PC机、雷达主控系统、天线与收/发电路组成。它具有无损、探测速度快、分辨率高、操作方便灵活等优点，在军事和民用领域得到了广泛研究并具有广阔的应用前景。 伪随机编码也叫伪随机序列，本文研制了伪随机二进制序列探地雷达的主控系统，该主控系统完成了雷达发射信号产生、雷达控制、定时、数据采集、数据预处理、数据格式形成以及数据传输等功能。 小型化、低功耗、功能软件化已成为探地雷达主控系统的发展趋势。本文提出了探地雷达主控系统的一种集成化设计方案，用单片现场可编程门阵列（FPGA）作为主控系统的核心，提高了主控系统的灵活性，降低了功耗。 本文以模块化的理念设计主控系统各个模块，包括发射信号产生模块、回波信号采集模块和通用串行总线（USB）接口模块等，分别实现发射信号产生、数据采集和数据传输的功能。各个模块主要通过集成芯片实现，设计的电路具有集成度高的特点。 本文使用Mentor系列软件完成原理图和PCB的设计。使用I/O Designer便于FPGA众多引脚的管理，保证软件设计与硬件设计同步。PCB设计中通过良好的布局布线、层叠的优化设计以及去耦等措施保证信号完整性和电源完整性。 在ISE平台上使用Verilog硬件描述语言实现主控系统的软件功能，并使用ModelSim对FPGA固件程序进行仿真验证。主控系统的功能需要改变或升级时只需改变FPGA固件程序，主控系统可扩展性好，功能升级方便。 本文对主控系统的各个模块进行调试和大量的性能测试，经测试，主控系统的功耗低于3瓦，USB传输数率达到68Mbits/s，定时信号的上升沿为1.42ns，ADC的有效位数大于9比特。对主控系统进行闭环实验，并使用包含本文设计主控系统的探地雷达整机进行外场实验。实验结果表明了主控系统的良好性能。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 89 |
| 源URL | [http://159.226.65.12/handle/80137/8879]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 尹肖飞. 伪随机编码脉冲探地雷达主控系统设计与实现[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：电子学研究所
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