[發明專利]一種基于光路切換的寬帶電磁成像面信號采集系統

有效

• 申請號: 201710312093.5
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107064834B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 謝樹果;朱誼龍;李圓圓;郝旭春
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種基于光路切換的寬帶電磁成像面信號采集系統，其特征在于包括：上位機、STM32F4控制板、雙ADC模數轉換模塊、光電信號轉換模塊、兩個一切八光開關及步進電機掃描模塊；

上位機：發送命令及接收數據，給控制板發送測試命令，觸發系統進行電磁信號采集；完成信號采集，讀取所采集到成像面信號數據并保存；

STM32F4控制板：具有雙ADC高速同步采樣、光開關控制、步進電機控制、數據傳輸功能，由以STM32F4芯片為核心的MCU處理器，及供電、晶振、串口外圍電路組成，功能是控制各部件有序工作，包括控制步進電機在成像面上進行掃描、雙ADC的同步采樣，兩個一切八光開關的順序切換；

雙ADC模數轉換模塊：該ADC是12位逐次逼近型模數 轉換器，其功能是以設定的頻率完成對電信號的AD采樣；所述ADC模數轉換模塊中，設定的采樣頻率為1MHz；

光電信號轉換模塊：將光信號轉換為電信號，由于成像面電場的存在，電場探頭將光調制，調制后的光經光電轉換模塊轉換為電信號；

一切八光開關：由控制板發送命令，控制兩個一切八光開關順序切換，使得光路在兩套8個電場探頭之間高速切換，從而測量得到各個電場探頭通道的信號值；

步進電機掃描模塊：由步進電機驅動器、步進電機及導軌構成，控制板發送命令，控制步進電機運動，使其運載16個電場探頭在電磁成像面上來回掃描，測量像面上的電磁信號；所述步進電機掃描模塊實現在1.2×0.6m²寬帶電磁成像面上每個探頭在等1.5cm的間距上采集電磁信號，在20s內采集16*80個點的數據；

實現過程為：上位機發送數據采集命令，使系統開始工作，步進電機運載16個電場探頭在電磁成像上進行掃描，每個探頭在像面上，每隔一段距離采集一次電磁信號，16個探頭由兩個一切八光開關連接，在電磁信號采集過程中，兩個一切八光開關同時順序切換，則雙光路在16個探頭之間順序切換，兩路激光經光電信號轉換模塊后，將光信號轉換為電信號，電信號再由雙ADC進行電信號的采集，最后將采集到的數據傳回到上位機并保存，實現對電磁成像上電磁信號的采集，總共采集16*80個點的數據；所述光電信號轉換模塊處理信號頻率為0.5GHz～6GHz；

采用基于光路切換的寬帶電磁信號采集模式，兩個一切八光開關分別連接到16個電場探頭，光開關的另一端僅需要兩套光電信號轉換模塊，由控制板控制兩個一切八光開關順序切換，這種設計大大減少了所需光電轉換模塊的數量，節約了成本，同時使得系統更加小巧，易于集成。

2.根據權利要求1所述的基于光路切換的寬帶電磁成像面信號采集系統，其特征在于：所述光電信號轉換模塊由光電探測箱、濾波器、峰值檢波器組成。