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        基于USB接口的探地雷達數據采集系統

        作者: 時間:2011-05-06 來源:網絡 收藏

        圖4 應用程序流程圖

          4 實驗結果與分析

          考慮到工作的環境和使用的便利性,本系統的計算機采用帶觸摸屏的便攜式工控計算機,數據采集卡與工控機集成在一個機殼內。通過綜合電纜與發射、接收機連接后就組成了完整的系統。該系統具有小型化、便攜化、低功耗的特點。

          為了驗證的功能和可靠性,進行了如下實驗: 雷達系統對一個距離雷達天線為0. 9m、面積為0. 2m ×0. 3m 的金屬板目標進行探測。雷達天線正對目標平面,并平行于金屬板平面以1m / s的速度沿直線移動,對目標區域進行探測。

          實驗參數設置:采樣點數為1024點,掃描速度為64 scan / s,濾波器截止頻率為50KHz,相對增益控制為0dB,波形平均次數為8次。實驗的參數設置界面如圖5所示。圖中顯示了一道A - scan波形。

        圖5 實驗參數設置界面

          通過設置界面修改增益曲線,濾波器截止頻率等參數,A - scan波形會發生相應的變化。操作者要根據探測工作的具體情況,合理設置系統參數,以得到較好的探測結果。

          設置完畢后,點擊“采集界面”將應用軟件切換至數據采集錄取界面,系統開始采集并錄取數據,采集界面如圖6所示。

        圖6 實驗數據采集結果

          由圖6中右側的彩色堆積圖可以看出,在時間坐標為6. 5ns處的色帶即為回波的直耦波堆積圖,直耦波位置即可認為是天線位置。在時間坐標為9. 5ns處的圖像中部有一明顯的雙曲線波形,即由地下金屬板的回波形成的二維堆積圖。根據電磁波在空氣中的傳播速度為3 ×108m / s,可得出目標與天線的距離為( 0. 95ns - 6. 5ns) ×3 ×108m / s =0. 9m。圖6左側顯示出雷達經過正對目標區域時采集的一維時域波形,在時間坐標相應位置可以看到直耦波和目標回波。實驗結果驗證了功能的完整性。

          在實驗采集數據的過程中,系統工作穩定,可靠,且能實現實時顯示,這些都為探地雷達的后續數據處理工作奠定了良好基礎。

          通過實驗結果可以看出,本在應用于探地雷達工作時,可以有效地完成對雷達模擬視頻信號的預處理和采集,并可實現雷達參數設置和數據的實時顯示和存儲工作,使探地實驗數據的獲取更加穩定,可靠,直觀。另外,系統的小型化、便攜化、低功耗設計,使系統更加適用于外場實驗。所以,此系統完全適用于探地雷達的工程應用。

          5 結束語

          實踐證明,使用FT245BM芯片開發 具有設計簡單、價格低廉、開發周期短的特點。再加上FTD I公司提供的驅動程序支持,從而使應用軟件的可移植性大大提高。通過外場數據采集實驗表明,該系統完全滿足探地雷達對數據采集系統的性能要求,能夠做到大容量高速連續采集且穩定可靠,接收的數據能夠實現實時顯示,并真實地反映出探測區域的目標特性。


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