[发明专利]大动态探地雷达采样前端延时等效采样方法和电路

说明书

本发明涉及一种大动态探地雷达采样前端延时等效采样方法和电路，属于探地技术领域，方法包括，以雷达探测脉冲的触发信号为基准，产生延时采样脉冲序列；采用延时采样脉冲序列，对回波信号进行增益受控放大控制，得到增益受控的回波放大信号；采用延时采样脉冲序列，对回波放大信号进行采样时间控制和数字化处理，得到数字化回波信号；其中延时采样脉冲序列为相对于触发信号依次后延的步进脉冲序列或为相对于触发信号后延时间可调的脉冲序列。本发明对探地雷达的延时电路设计进行了简化，实现延时调整，方便匹配不同频段的探地雷达回波信号，同时满足了高等效采样率的要求和深层探测的宽时窗要求，适合应用到探地雷达等效采样当中。

技术领域

本发明涉及探地技术领域，尤其是一种大动态探地雷达采样前端延时等效采样方法和电路。

背景技术

探地雷达大多采用无载频冲激体制，以目前的技术水平，直接对纳秒量级的窄脉冲进行实时采样需要昂贵的超高速模数转换芯片以及存储器，因此工程实现上一般按照等效采样原理进行等效采样。

目前在探地雷达中比较常用的延时系统是快慢斜波比较式时序电路，该电路主要由快斜波电路、阶梯波电路和高速比较器组成，这种方式的定时精度和稳定性依赖于外部的电容，尽管可以采用高质量的电容，但是其性能指标仍然达不够理想，且在一定的延时精度时，要获得更宽的采样时窗必须增加电路规模，容易导致系统的复杂化，且对于延时时间的控制也不够灵活，不能自由的选择延时时间进行输出，这些因素限制了其在深层探测领域的应用。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种大动态探地雷达采样前端延时等效采样方法和电路，解决传统探地雷达采样时窗较小的问题，并可应用于探地雷达对深层回波信号的采集，提高探测深度。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种大动态探地雷达采样前端延时等效采样方法，包括，

以雷达探测脉冲的触发信号为基准，产生延时采样脉冲序列；

采用所述延时采样脉冲序列，对回波信号进行增益受控放大控制，得到增益受控的回波放大信号；

采用所述延时采样脉冲序列，对所述回波放大信号进行采样时间控制和数字化处理，得到数字化回波信号；

所述延时采样脉冲序列，为相对于触发信号依次后延的步进脉冲序列或为相对于触发信号后延时间可调的脉冲序列。

进一步地，所述依次后延的步进脉冲序列的产生步骤，包括：

1)确定步进延时的起始点；

2)获取步进延时的延时控制字序列；

3)读取延时控制字序列的第一延时控制字，进行数字延时控制，产生第一延时步进量，在第一延时步进量后产生第一采样脉冲；

4)在第一采样脉冲后，顺序读取延时控制字序列的后续延时控制字，按照后续延时控制字所确定的延时步进量进行数字延时控制，依次向后延时，产生延时采样脉冲序列。

进一步地，对于与直达波信号邻近的采样脉冲，数字延时控制的采样延时步进量大，对于与目标信号邻近的采样脉冲，数字延时控制的采样延时步进量小。

进一步地，所述后延时间可调的脉冲序列的产生步骤，包括：

1)确定时延的起始点；

2)获取可调延时的延时控制字；

3)按照所述延时控制字，重复进行数字延时控制，产生可调延时间隔的采样脉冲序列。

进一步地，所述延时控制字包括粗延时控制字和精延时控制字；

所述数字延时控制包括粗数字延时控制和精数字延时控制；