探地雷达回波信号等效采样控制系统硬件设计

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1、第34卷第2期沈阳工业大学学报Vol.34No.22012年3月JournalofShenyangUniversityofTechnologyMar.2012殏檪檪檪檪檪檪檪殏檪文章编号:1000－1646(2012)02－0186－06檪殏信息科学与工程檪檪檪檪檪檪檪殏探地雷达回波信号等效采样控制系统硬件设计112许会，牛长富，邱燕霖(1.沈阳工业大学辽宁省先进在线检测技术重点实验室，沈阳110870;2.中国民用航空局东北地区空中交通管理局，沈阳110043)摘要:针对无载频探地雷达系统具有复杂的系统时序控制的特点，设计了一种利用FPGA配合可编程延时器件和时变增益器件来

2、完成复杂时序控制的硬件系统．该系统由信号处理器DSP发出控制指令并完成后期算法，再通过USB2.0实现与上位机的数据通信，给出并验证了以DSP为核心、以FPGA实现探地雷达数据采集控制的方法，实现了最小半脉宽2ns的等效采样，最小延时0.15ns、最大延时1313.25ns的采样时窗，及理论数据吞吐量为480Mbit/s的数据传输．系统的集成度高，可嵌入应用，硬件易更新．关键词:探地雷达;等效采样;时变增益放大;时序控制;数据采集;现场可编程逻辑器件;数字信号处理器;USB通信中图分类号:TN958．3文献标志码:AHardwaredesignofequivalentsamp

3、lingcontrolsystemforechosignalofgroundpenetratingradar112XUHui，NIUChang-fu，QIUYan-lin(1．KeyLaboratoryforAdvancedOnlineMeasurementTechnologyofLiaoningProvince，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China;2．NortheastRegionalAirTrafficManagementBureau，CivilAviationAdministrationofChina，

4、Shenyang110043，China)Abstract:Aimingatthecharacteristicsthatthegroundpenetratingradarhasthecomplicatedsystemtimesequentialcontrol，ahardwaresystemwithadoptingFPGAandincombinationwithprogrammabledelaydeviceandtime-varyinggaindevicetoaccomplishthecomplicatedtimesequentialcontrolwasdesigned．Adi

5、gitalsignalprocessor(DSP)wasusedtosendoutthecontrolcommandsandcompletethelateralgorithm．ThedatacommunicationwithuppercomputerwasrealizedthroughUSB2.0．Thecontrolmethodfortheda-taacquisitiontoberealizedthroughtakingDSPasthecoreandusingFPGAingroundpenetratingradarwasgivenandverified．Theequival

6、entsamplingwiththeminimumhalfpulsewidthof2ns，thesamplingtimewiththeminimumandmaximumdelayof0.15nsand1313.25ns，aswellasthedatatransmissionwiththetheoreticaldatathroughputof480Mbit/sarerealized．Thesystemexhibitshighintegrationlevelandcanbeusedinembeddedmode．Moreover，thehardwareofthesystemisea

7、sytobeupdated．Keywords:groundpenetratingradar;equivalentsampling;time-varyinggainamplification;timesequentialcontrol;dataacquisition;fieldprogrammablelogicdevice;digitalsignalprocessor(DSP);USBcommunication无载频探地雷达是通过向地下发送纳秒级窄来确定地下目标的方法．接收雷达回波需要解决脉冲，当脉冲在地