[发明专利]借助于电磁波探测混凝土的结构

说明书

为了准确地探测混凝土的结构，具有限定的载波频率的一系列探测信号由探测信号发生器(4)生成，并借助于天线(5)耦合到该结构中。返回回波信号由回波信号接收器(6)进行处理。处理包括乘法器(38)中的相位和幅度检测、缩放单元(43)中的特定于频率的缩放、内插单元(44)中对所测量的相位和幅度的替换，以及傅立叶变换模块(46)中时域数据的生成。该设备对于RF噪声是鲁棒的，准确并且低功率。

技术领域

本发明涉及一种用于探测混凝土的结构的方法，其中，将电磁波发送到结构中，从结构接收波的回波，并且从回波导出结构的内部特征。

本发明还涉及一种用于执行所述方法的设备。

背景技术

已知借助于电磁波来探测混凝土的结构。为此，将短电磁脉冲发送到结构中并接收其回波。然后可以从回波中的峰的幅度和延迟导出该结构。

这种类型的分析要求能够以高时间分辨率对返回的回波进行采样的复杂硬件。这种类型的硬件需要对回波执行高频采样，并且因此具有高功耗。而且，必须处理宽频率范围上的信号，这使得该技术对于对无线电通信信号(诸如WiFi信号)的干扰敏感。

发明内容

因此，本发明的一般目的是，提供这种类型的具有低功耗的方法和设备。

该目的是通过独立权利要求所述的方法和设备实现的。

因而，用于探测混凝土的结构的方法包括以下步骤：

-借助于天线，将电磁波发送到结构中。

-借助于天线，从结构接收电磁波的回波。

-从回波中获得所述结构的内部特征。

另外，将电磁波发送到结构中的步骤包括在循序地将不同频率的多个电磁探测信号随后发送到结构中的步骤。换句话说，一个接一个地生成不同频率的一系列电磁探测信号，并将这些电磁探测信号中的每一个发送到待探测的结构中。

接收回波的步骤包括循序地针对所述探测信号中的每个探测信号接收回波信号并且确定回波信号中的每个回波信号的幅度和相位的步骤。换句话说，对于每个探测信号，确定返回信号的幅度和相位，例如，借助于确定其复幅度的实部和虚部。

导出内部特征的步骤涉及使用所述回波信号的幅度和相移。

该技术基于如下构思：常规系统的脉冲也可以由一系列(较长的)探测信号代替，其中探测信号在它们的频率方面彼此有所不同。因此，在某种意义上，测量是在频域中执行的。频域数据可以用较低的采样率进行分析，这降低了技术的功率要求。

要求保护的用于执行本发明的设备包括：

-天线：天线被用于将电磁波耦合到混凝土结构中并用于拾取其回波。

-探测信号发生器，用于生成要发送到所述结构中的电磁波。

-回波信号接收器，用于处理来自所述结构的回波。

-控制单元，用于控制探测信号发生器和回波信号接收器。控制单元适于并且被构造为执行根据本发明的方法。

有利地，每个探测信号都包括由调制信号调制的载波信号。载波信号的频率至少为100MHz，并且调制信号的频率不超过10MHz。各个探测信号在其载波信号频率方面有所不同，即，载波信号频率在后续探测信号之间变化。

然后在载波信号的频率处对回波信号进行解调，即，借助于解调对每个回波信号提取经调制的信号。

这具有以下优点：经解调的信号不是DC信号，这使其对于漂移和1/f噪声更加鲁棒。

有利地，调制信号的频率至少为0.5MHz，因为在这样的频率处1/f噪声低，以及因为串扰信号在所分析的频谱之外。