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車載探地雷達系統(tǒng)的開發(fā)及其應用 版權信息
- ISBN：9787030606914
- 條形碼：9787030606914 ; 978-7-03-060691-4
- 裝幀：暫無
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
車載探地雷達系統(tǒng)的開發(fā)及其應用 本書特色
由于現(xiàn)有可用于路面探測的探地雷達系統(tǒng)還不能完全滿足高速探測的要求，《車載探地雷達系統(tǒng)的開發(fā)及其應用》作者開發(fā)的一套車載高速、雙通道、超寬帶的探地雷達系統(tǒng)，可實現(xiàn)路面及路基信息的快速、準確獲取，從而掌握公路的質(zhì)量、生命周期狀況。《車載探地雷達系統(tǒng)的開發(fā)及其應用》描述探地雷達系統(tǒng)的總體設計和系統(tǒng)架構、基于階躍恢復二極管的脈沖電路板設計原理、數(shù)據(jù)傳輸與存儲中的瓶頸問題及問題解決的途徑、超寬帶探地雷達天線知識、雷達數(shù)據(jù)處理軟件開發(fā)問題、探地雷達系統(tǒng)的實驗及雷達數(shù)據(jù)的處理。
車載探地雷達系統(tǒng)的開發(fā)及其應用 內(nèi)容簡介
隨著高速公路的快速發(fā)展，道路質(zhì)量檢測任務日益加重，如何在不損壞路面結構和不影響車輛正常行駛速度的前提下，快速、準確獲取路面及路下信息，從而掌握公路的質(zhì)量和生命周期狀況顯得尤為重要。目前，國內(nèi)外的道路探測探地雷達儀器設備存在一些缺陷，比如脈沖波形輻射功率低、信號采樣率較低，笨重的機械結構，在地面耦合天線測量時要求天線必須安裝在靠近檢測面等，這些不利因素都大大地限制了GPR系統(tǒng)的掃描探測速度，導致探測效率低。本書系統(tǒng)闡述了一套車載高速、雙通道、超寬帶(UWB)探地雷達系統(tǒng)，包括：UWB脈沖發(fā)生器的設計與開發(fā)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與開發(fā)，超寬帶雷達天線系統(tǒng)的研究與開發(fā)，數(shù)據(jù)處理與識別軟件等方面的內(nèi)容。
車載探地雷達系統(tǒng)的開發(fā)及其應用 目錄
目錄第1章 緒論 11.1 研究背景 11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.2.1 探地雷達技術設備的研究現(xiàn)狀 21.2.2 探地雷達公路質(zhì)量檢測的研究現(xiàn)狀 41.2.3 問題與不足 51.3 本書研究內(nèi)容 6第2章 探地雷達系統(tǒng)設計基礎 82.1 探地雷達電磁學理論 82.1.1 麥克斯韋方程 82.1.2 電磁波波動性 92.1.3 電磁波的反射與折射 102.2 探地雷達系統(tǒng)結構及分類 122.2.1 探地雷達原理 122.2.2 探地雷達系統(tǒng)結構 132.2.3 探地雷達系統(tǒng)分類 142.3 高速公路路面結構 152.3.1 柔性路面 152.3.2 剛性路面 162.3.3 復合路面 182.4 探地雷達系統(tǒng)總體設計 182.4.1 問題分析 182.4.2 探地雷達系統(tǒng)架構設計 20第3章 超寬帶脈沖信號發(fā)生器的設計與實現(xiàn) 223.1 超寬帶技術 223.1.1 超寬帶信號 223.1.2 超寬帶探地雷達系統(tǒng)的特性 233.2 超寬帶脈沖的生成原理 243.2.1 超寬帶脈沖生成原理 243.2.2 階躍恢復二極管工作原理 253.3 導致脈沖畸變的因素分析 273.3.1 阻抗不匹配 273.3.2 紋波的產(chǎn)生 283.3.3 工作頻率限制和脈沖振幅衰減 283.4 超寬帶脈沖電路的設計 293.4.1 脈沖振幅轉換器設計 303.4.2 高斯脈沖發(fā)生器設計 313.4.3 脈沖整形濾波器設計 313.5 印制電路板布局設計 333.5.1 基板的選定 333.5.2 電路板布局設計 33第4章 信號采集與存儲系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 364.1 信號采樣理論 364.1.1 奈奎斯特采樣定理 364.1.2 等效采樣 374.1.3 實時采樣 374.2 數(shù)據(jù)傳輸與存儲的瓶頸問題 384.3 問題解決方案 404.3.1 雷達反射信號采集設計 404.3.2 頭文件數(shù)據(jù)采集設計 434.3.3 多線程并行技術 444.3.4 臨界區(qū)控制及隊列結構 454.3.5 數(shù)據(jù)結構和存儲格式 474.4 數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設計 504.4.1 按鍵控制模式 514.4.2 采集次數(shù)控制模式 524.4.3 采集時間控制模式 554.5 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的程序開發(fā) 564.5.1 MATLAB環(huán)境 574.5.2 LabVIEW環(huán)境 584.6 采集數(shù)據(jù)文件量級估算 62第5章 信號發(fā)射與采集系統(tǒng)的控制與設計 635.1 雷達天線的設計類別 635.1.1 超寬帶天線定義與分類 635.1.2 喇叭天線 655.1.3 Vivaldi天線 665.1.4 蝶形天線 675.2 微波電路參數(shù)分析 685.2.1 S11參數(shù)的對比分析 685.2.2 VSWR參數(shù)的對比分析 705.3 FPGA系統(tǒng)同步控制設計 725.3.1 雷達系統(tǒng)信號時序分析 725.3.2 雙通道同步設計 735.3.3 高速數(shù)字化儀同步設計 755.4 雷達系統(tǒng)整合設計 76第6章 車載探地雷達數(shù)據(jù)處理軟件的開發(fā) 796.1 系統(tǒng)需求分析 806.1.1 系統(tǒng)用戶分析 806.1.2 功能需求分析 806.1.3 系統(tǒng)性能需求分析 816.1.4 用戶界面需求分析 826.2 GIMAGE系統(tǒng)的總體設計 826.2.1 設計理念及開發(fā)平臺 826.2.2 GIMAGE數(shù)據(jù)結構設計 836.2.3 GIMAGE功能結構設計 846.2.4 GIMAGE數(shù)據(jù)處理框架設計 856.2.5 用戶界面設計 86第7章 車載探地雷達系統(tǒng)的應用實驗 887.1 探地雷達系統(tǒng)室內(nèi)測試實驗 887.1.1 實驗方案及參數(shù)選取 887.1.2 數(shù)據(jù)采集 917.2 室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)處理 917.2.1 反射信號的雙曲線特征 917.2.2 噪聲來源分析 927.2.3 實驗數(shù)據(jù)處理步驟 937.2.4 介質(zhì)介電常數(shù)的計算 1047.3 正演模擬對比實驗 1067.3.1 正演模擬方法 1067.3.2 正演模型的建立與數(shù)值模擬 1077.3.3 正演模擬數(shù)據(jù)的處理 1107.3.4 實驗結果對比分析 1117.4 室外道路檢測實驗 1137.4.1 實驗方案設計 1137.4.2 實驗參數(shù)選取 1137.4.3 數(shù)據(jù)采集 1147.5 室外實驗數(shù)據(jù)處理與結果分析 1147.5.1 室外實驗數(shù)據(jù)處理 1147.5.2 實驗結果分析 117參考文獻 120附錄I GPR屬性數(shù)據(jù)文件結構 125附錄II GIMAGE軟件的數(shù)據(jù)文件結構 127編后記
展開全部
車載探地雷達系統(tǒng)的開發(fā)及其應用 作者簡介
許獻磊，男，1982年生，河南南陽市人，博士，中國礦業(yè)大學（北京）副研究員。2006年本科畢業(yè)于解放軍信息工程大學，2009年碩士研究生畢業(yè)于中國礦業(yè)大學（北京），2013年博士研究生畢業(yè)于中國礦業(yè)大學（北京）（其中2010.10～2012.9在美國佛蒙特大學聯(lián)合培養(yǎng)），2015年6月于中國礦業(yè)大學（北京）地質(zhì)資源與地質(zhì)工程博士后流動站出站并留校工作。目前主要從事探地雷達儀器開發(fā)和研制、城市道路地下病害檢測和識別、礦井災害源超深探測等應用研究。主持或參與了“十三五”國家重點研發(fā)計劃、國家重大儀器設備開發(fā)專項、自然基金儀器專項、國家自然科學青年基金、中國博士后科學基金等項目。以第一作者或通訊作者在Journal of Applied Geophysics、Microelectronics Journal等期刊發(fā)表學術論文30余篇，授權國家發(fā)明專利13項，出版專著1部，獲國家科技發(fā)明二等獎1項（排名第3），中國專利金獎1項（排名第2），省部級科技進步一等獎1項（排名第2）、二等獎3項、三等獎1項，獲2016年度全國煤炭青年科學技術獎。擔任Advances in Mechanical Engineering、Environmental Earth Sciences、International Journal of Coal Science & Technology等期刊的審稿人。
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