| 【中文题名】 | 微波无损检测成像雷达的设计 |
| 【英文题名】 | The Application Research of Microwave Imaging Radar in Nondestructive Testing of Concrete Wall |
| 【学科专业】 | 测试计量技术及仪器 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-8-25 |
| 【中关键词】 | 微波,无损检测,成像,雷达,仿真设计, |
| 【英关键词】 | Microwave,Nondestructive testing,Imaging,Radar,Simulate, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>雷达>雷达：按体制分>> |
| 【论文摘要】 | 微波成像是当今电磁学中应用性很强的前沿性研究课题,它是利用微波技术、电子技术和数字图像处理技术等的综合高科技探测手段。微波成像也是一种无损检测技术,它是根据被测物体外部的散射场检测到的散射数掘重建物体内部的复介电常数图像的一种技术。微波检测是依据材料的电磁特性,同时在微波频段,各种材料的电磁变化比其它物理性质对受检试件的缺陷更为敏感,这是微波检测的优越性所在。微波成像技术正处在发展阶段,微波成像技术的未来取决于微波检测技术的改进和微波成像算法的完善。
本课题的主要工作是设计一款用于微波成像检测的探测雷达。应用探测雷达配合成像算法完成对含有钢筋的混凝土进行成像检测。整个雷达系统由信号源、功率放大器、功率检测器等有源模块,功分器、耦合器、天线等无源模块以及基于MSP430单片机的控制部分组成。四路不同频率的锁相环产生的信号通过四合路器合成一路送入功放进行功率放大。天线的入射和反射信号通过定向耦合器分开,反射信号送入功率检测器将接收的散射功率信号变成电压信号,通过A/D采样送入上位机进行成像。整个装置在MSP430单片机的控制下完成。
课题设计中完成包括无源器件、有源器件以及控制部分... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-11 |
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1 绪论 |
11-16 |
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1.1 微波无损检测原理 |
11-13 |
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1.2 微波成像机理 |
13 |
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1.3 微波成像无损检测发展现状 |
13-15 |
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1.4 本文的内容安排以及主要贡献 |
15-16 |
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2 微波成像算法介绍 |
16-21 |
|
2.1 谱域重建算法 |
16-20 |
|
2.2 空间域重建算法 |
20 |
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2.3 其它算法 |
20-21 |
|
3 微波成像硬件装置设计 |
21-23 |
|
4 微波无源器件设计 |
23-42 |
|
4.1 功分器的设计 |
23-31 |
|
4.1.1 功分器原理 |
23-24 |
|
4.1.2 3dB功分器的设计 |
24-29 |
|
4.1.3 实测3dB功分器 |
29-31 |
|
4.2 耦合器的设计 |
31-42 |
|
4.2.1 平行耦合线定向耦合器的工作原理 |
31-35 |
|
4.2.2 15dB耦合器的设计 |
35-40 |
|
4.2.3 实测15dB耦合器 |
40-42 |
|
5 微波有源电路设计 |
42-65 |
|
5.1 信号源设计 |
42-47 |
|
5.1.1 PLL频率合成器的原理与指标 |
43-44 |
|
5.1.2 信号源组成部分介绍 |
44-45 |
|
5.1.3 信号源电路图分析 |
45-47 |
|
5.1.4 信号源实物图 |
47 |
|
5.2 功率放大器的设计 |
47-60 |
|
5.2.1 功放的主要指标 |
47-50 |
|
5.2.2 功放整体框图 |
50-51 |
|
5.2.3 衰减器的设计 |
51-52 |
|
5.2.4 第一级功放的设计 |
52-53 |
|
5.2.5 电调衰减器的设计 |
53-54 |
|
5.2.6 第二级功放的设计 |
54-59 |
|
5.2.7 功放的版图设计 |
59-60 |
|
5.3 功率检测器的设计 |
60-65 |
|
5.3.1 二极管包络检波 |
60-62 |
|
5.3.2 检波芯片检波 |
62-65 |
|
6 微波成像控制部分设计 |
65-67 |
|
6.1 PLL及功放的控制电路和程序 |
65 |
|
6.2 液晶显示器及键盘扫描 |
65-66 |
|
6.3 AD采样及UART |
66 |
|
6.4 单片机控制部分的实际制作 |
66-67 |
|
7 微波成像实验过程及结果 |
67-71 |
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8 结论 |
71-72 |
|
参考文献 |
72-75 |
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附录A 信号源电路原理图 |
75-76 |
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附录B 功放电路原理图 |
76-77 |
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附录C 单片机控制电路原理图 |
77-79 |
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附录D 一根钢筋数据 |
79-80 |
|
附录E 两根平行钢筋数据 |
80-82 |
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在学研究成果 |
82-83 |
|
致谢 |
83 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.345632 |
