[發明專利]一種合成孔徑實驗系統、實驗方法及高分辨率探測設備

在審

• 申請號: 202011045745.1
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112270878A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 張森;吳浩然;田振;陳亞男;唐勁松;鐘何平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G09B23/14
• 分類號: G09B23/14
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種合成孔徑實驗系統，其特征在于，所述合成孔徑實驗系統包括：

顯控與處理系統，用于進行參數設置、指令控制、數據采集、信號處理以及實驗波形和數據的顯示；同時用于進行人機交互；

實驗箱體，包括主控實驗模塊以及自主實驗模塊；用于進行參數設置、指令控制、數據采集和進行自主實驗；

換能器單元，用于電聲轉換；即發射時，將電信號轉換成聲信號；接收時，將聲信號轉換成電信號；

探測軌道，用于牽引換能器單元進行勻速直線運動，模擬合成孔徑原理的運動狀態。

2.如權利要求1所述合成孔徑實驗系統，其特征在于，所述顯控與處理系統包括：

信號發射控制模塊，用于進行信號發射控制；同時用于當回波信號記錄進度達到100％時，停止信號發射；

信號記錄控制模塊，用于進行回波信號記錄控制；并用于當記錄進度達到100％后，自動停止數據記錄；同時用于控制數據記錄的暫停；

數據處理模塊，用于對記錄的數據進行合成孔徑成像處理；

顯示模塊，用于顯示記錄數據的進步以及成像結果；

數據測量模塊，用于對成像結果中的目標位置進行測量。

3.如權利要求1所述合成孔徑實驗系統，其特征在于，所述實驗箱體包括：

主控實驗模塊，包括主控FPGA單元、ADC單元、主控DDS單元、TVG單元、接收單元、發射單元、檢波整形單元和主控LED顯示單元；用于利用顯示控制軟件進行參數設置、指令控制、數據采集，以及實驗波形和數據顯示；

自主實驗模塊，包括FPGA單元、DDS單元1、DDS單元2、數碼管顯示單元和LED顯示單元；用于進行自主編程以及自主實驗。

4.如權利要求3所述合成孔徑實驗系統，其特征在于，所述主控FPGA單元包括：

主控FPGA單元，用于產生發射門控、采集門控、采集時鐘和數字發射信號；用于將發射門控信號引出至學生自主實驗模塊FPGA單元，進行信號互聯；同時用于與網絡接口芯片進行以太網通信，接收PC機發來的控制指令和參數，發送獲得的數據；用于產生數字發射信號、接收檢波整形模塊輸出信號，計算距離測量值；產生ADC的控制信號，通過ADC采集回波信號；產生主控DDS單元的控制信號，并計算相關寄存器參數，通過主控DDS單元輸出指定參數的波形信號；產生TVG數據和控制信號，通過TVG單元輸出可變增益放大器的增益控制信號；產生軌道電機控制信號，控制軌道電機運動。

5.如權利要求4所述合成孔徑實驗系統，其特征在于，所述主控實驗模塊包括：

ADC單元，用于進行回波信號的采集；

主控DDS單元，用于生成發射信號；

發射單元，用于采用開關形式驅動MOS管導通或截止，再變壓器進行升壓，驅動換能器發射；

TVG單元，包括DAC、參考源和信號隔離電路；用于產生隨距離變化的增益控制信號；

接收單元，包括前級放大器、第一級有源帶通濾波器、可變增益放大器、第二級有源帶通濾波器；用于對接收的回波踐行放大和濾波；

檢波整形單元，用于調理后信號的包絡檢波，并通過施密特整形器對檢波后信號進行整形處理，同時通過光電隔離將其輸出至FPGA；

主控LED顯示單元，包括實驗狀態指示燈、電源狀態指示燈、通信狀態指示燈和實驗項目指示燈；用于指示電源狀態、網絡狀態和目前正在進行的實驗。