[发明专利]基于极化混沌雷达的地下非金属管线检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于极化混沌雷达的地下非金属管线检测装置，其特征在于，包括混沌信号产生装置（1）以及连接在混沌信号产生装置（1）信号输出端的功分器（2）；所述混沌信号产生装置（1）是宽带混沌电路；所述混沌信号产生装置（1）产生的宽带混沌电信号通过功分器（2）分为探测信号和参考信号；功分器（2）设有用于输出探测信号的第一输出端口和用于输出参考信号的第二输出端口；功分器（2）的第一输出端口顺次连接有第一放大器（3）和极化切换装置（4），极化切换装置（4）的信号输出端连接有用于将探测信号发射至地下的宽带垂直极化发射天线（5a）和/或宽带水平极化发射天线（5b）；发射至地下的探测信号在非金属管线处会发生反射形成反射信号；功分器（2）的第二输出端口顺次连接有可调电延迟线（16）以及信号采集装置（9）；还包括用于采集反射信号的宽带垂直极化接收天线（6a）和宽带水平极化接收天线（6b）；所述宽带垂直极化接收天线（6a）和宽带水平极化接收天线（6b）的信号输出端分别通过第二放大器（7）和第三放大器（8）与信号采集装置（9）的信号输入端相连接；信号采集装置（9）的信号输出端连接有信号处理装置（10），信号处理装置（10）通过相互并列的垂直发射垂直接收信号识别通道（11）、垂直发射水平接收信号识别通道（12）、水平发射水平接收信号识别通道（13）、水平发射垂直接收信号识别通道（14）共同连接有显示装置（15）。

2.一种基于极化混沌雷达的地下非金属管线检测方法，采用权利要求1所述的装置来实现，其特征在于，所述检测方法是利用混沌信号产生装置（1）产生的宽带混沌信号经功分器（2）后分为探测信号和参考信号；参考信号通过可调电延迟线（16）调节，以保证参考信号和探测信号在电缆中传输的延时相等，之后通过信号采集装置（9）采集参考信号；探测信号通过极化切换装置（4）选择宽带垂直极化发射天线（5a）或宽带水平极化发射天线（5b）发射到地下；由于发射信号在非金属管线处会发生反射，反射信号经宽带垂直极化接收天线（6a）和宽带水平极化接收天线接收（6b），并由信号采集装置（9）进行数据采集；通过选择宽带垂直极化发射天线（5a）或宽带水平极化发射天线（5b）发射、宽带水平极化接收天线（6b）和宽带垂直极化接收天线（6a）接收，可以分时获得垂直发射垂直接收、垂直发射水平接收、水平发射水平接收、水平发射垂直接收四路反射信号，采集回来的参考信号和四路反射信号在信号处理装置（10）进行相关处理，以及在此基础上进行成像处理，从而获得不同极化状态下管线位置信息；之后将四种极化状态的信号分别通过垂直发射垂直接收信号识别通道（11）、垂直发射水平接收信号识别通道（12）、水平发射水平接收信号识别通道（13）、水平发射垂直接收信号识别通道（14）输出，结果通过显示装置（15）显示输出。