【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及安防、防爆檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn)。
技術(shù)介紹
1、非線性探測(cè)器的原理是因?yàn)樽匀唤缰薪^大部分目標(biāo)都是線性的，也就是電磁波照射之后不會(huì)產(chǎn)生新的頻率分量；反之，如果目標(biāo)受到照射之后有諧波頻率產(chǎn)生，則表明被探測(cè)目標(biāo)是非線性目標(biāo)。而非線性目標(biāo)大致可以分為兩類(lèi)：第一類(lèi)是含有pn結(jié)的半導(dǎo)體目標(biāo)，第二類(lèi)是含有金屬結(jié)的檢測(cè)物。金屬結(jié)點(diǎn)的形成主要是由兩種不同金屬或金屬與其金屬氧化物構(gòu)成的接觸點(diǎn)，pn結(jié)和金屬結(jié)點(diǎn)統(tǒng)稱(chēng)為非線性結(jié)點(diǎn)。非線性探測(cè)器傳統(tǒng)的判別依據(jù)是通過(guò)觀察接收到的諧波點(diǎn)的強(qiáng)度。如早期的單頻單相的金屬測(cè)器，通過(guò)觀察三次諧波的強(qiáng)度判別是否有金屬目標(biāo)物。后來(lái)的單頻雙相的電子裝置探測(cè)，通過(guò)對(duì)比分析二次諧波和三次諧波的強(qiáng)度大小，判別探測(cè)目標(biāo)是普通金屬還是電子裝置。
2、因此，該方法雖然操作簡(jiǎn)單，但是也會(huì)存在一定的誤報(bào)風(fēng)險(xiǎn)。如果設(shè)定判定閾值較高，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備靈敏度降低；如果設(shè)定閾值較低，則設(shè)備誤報(bào)率增加，當(dāng)前缺少一種非線性的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)流程，它能解決目前檢測(cè)設(shè)備靈敏度和誤報(bào)率之間的矛盾問(wèn)題，可以大大提高檢測(cè)設(shè)備的性能，在提高靈敏度的同時(shí)也能降低誤報(bào)率，擴(kuò)展了非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用范圍。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用以下技術(shù)方案是：一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，它包含主控制器mcu1、按鍵2、顯示器3、基波發(fā)射電路a1、2次諧波接收電路
3、所述的基波發(fā)射電路a1包含pll基波本振4、基波混頻器5、功率放大器6、第一濾波器7、基波發(fā)射天線8，pll基波本振4、基波混頻器5、功率放大器6、第一濾波器7、基波發(fā)射天線8依次電連接，基波混頻器5的信號(hào)輸入端連接主控制器mcu1。
4、所述的2次諧波接收電路a2包含pll2次諧波本振14、2次諧波混頻器13、第一lna12、第二濾波器11、2次諧波接收天線9，pll2次諧波本振14、2次諧波混頻器13、第一lna12、第二濾波器11、2次諧波接收天線9依次電連接，2次諧波混頻器13的信號(hào)輸入端連接主控制器mcu1。
5、所述的3次諧波接收電路a3包含pll3次諧波本振17、3次諧波混頻器18、第二lna19、第三濾波器15、3次諧波接收天線10，pll3次諧波本振17、3次諧波混頻器18、第二lna19、第三濾波器15、3次諧波接收天線10依次電連接，3次諧波混頻器18的信號(hào)輸入端連接主控制器mcu1。
6、一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)流程包含：步驟1包含第一檢測(cè)時(shí)隙20和第一空時(shí)隙21，步驟1包含第一檢測(cè)時(shí)隙20和第一空時(shí)隙21，檢測(cè)時(shí)隙20以t1為時(shí)間周期，以p1為射頻輸出功率，同時(shí)檢測(cè)非線性節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的2次諧波信號(hào)和3次諧波信號(hào)；空時(shí)隙21以t2為時(shí)間周期，射頻輸出功率為0，用于檢測(cè)環(huán)境中2次諧波信號(hào)和3次諧波信號(hào)對(duì)應(yīng)的噪聲水平；步驟2包含第二檢測(cè)時(shí)隙22和第二空時(shí)隙23，第二檢測(cè)時(shí)隙22以2倍t1為時(shí)間周期，以2倍p1為射頻輸出功率，同時(shí)檢測(cè)非線性節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的2次諧波信號(hào)和3次諧波信號(hào)；空時(shí)隙23以2倍t2為時(shí)間周期，射頻輸出功率為0，用于檢測(cè)環(huán)境中2次諧波和3次諧波信號(hào)噪聲水平；步驟3包含第三檢測(cè)時(shí)隙24和第三空時(shí)隙25，第三檢測(cè)時(shí)隙24以2倍t1為時(shí)間周期，以2倍p1為射頻輸出功率，同時(shí)檢測(cè)非線性節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的2次諧波信號(hào)和3次諧波信號(hào)；第三空時(shí)隙25以2倍t2為時(shí)間周期，射頻輸出功率為0，用于檢測(cè)環(huán)境中2次諧波和3次諧波信號(hào)噪聲水平。
7、所述t1設(shè)置為50-100毫秒，t2設(shè)置為30-50毫秒，p1設(shè)置為1-3w；t1、t2和p1根據(jù)環(huán)境噪聲水平及檢測(cè)的實(shí)時(shí)性進(jìn)行調(diào)整。
8、上述步驟1、步驟2及步驟3各自檢測(cè)的2次諧波信號(hào)強(qiáng)度和3次諧波信號(hào)強(qiáng)度，并根據(jù)檢測(cè)到2次諧波和3次諧波型號(hào)強(qiáng)度關(guān)系，即可對(duì)非線性節(jié)點(diǎn)做出相應(yīng)判斷。因此可以有效平衡靈敏度和誤報(bào)率之間的矛盾，使非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備性能得到有效提高，擴(kuò)展了非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用范圍。
9、本專(zhuān)利技術(shù)主控制器mcu1作為系統(tǒng)控制中心，用于控制基波發(fā)射電路、2次諧波檢測(cè)電路、3次諧波檢測(cè)電路、按鍵及顯示器部分。電源16為所有設(shè)備提供各類(lèi)電源供給，包括+9v、+5v、+3.3v及1.8v等電壓等級(jí)。
10、按鍵2部分用于設(shè)置設(shè)備靈敏度、檢測(cè)時(shí)間及射頻發(fā)射功率等。顯示(2)部分用于顯示各步驟產(chǎn)生的2次諧波強(qiáng)度、3次諧波信號(hào)強(qiáng)度、節(jié)點(diǎn)判定結(jié)果及節(jié)點(diǎn)判定結(jié)果對(duì)應(yīng)的概率值，用于人工輔助判斷。
11、pll基波本振4用于產(chǎn)生射頻本振信號(hào)，本振信號(hào)頻率可以在500mhz-5ghz范圍內(nèi)變化，本振信號(hào)頻率選擇原則是盡量避開(kāi)人們?nèi)粘Ｊ褂玫纳漕l頻率，以便減少檢測(cè)結(jié)果被干擾的可能性；基波混頻器5用于對(duì)調(diào)制信號(hào)和pll基波本信號(hào)進(jìn)行混頻處理，混頻器產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)功率放大器6；功率放大器6將前級(jí)低功率射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，產(chǎn)生5w以上的射頻功率，該射頻功率等級(jí)可以通過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)整；由于功率放大器會(huì)產(chǎn)生信號(hào)失真，從而產(chǎn)生高次諧波信號(hào)，該高次諧波信號(hào)會(huì)對(duì)后級(jí)2次諧波和3次諧波檢測(cè)電路產(chǎn)生極大干擾，因此射頻功率信號(hào)需要輸入至第一濾波器7進(jìn)行濾除處理，第一濾波器7對(duì)功率信號(hào)進(jìn)行選頻濾波，以保障發(fā)射基波功率信號(hào)的頻譜純凈度，消除功率放大器6產(chǎn)生的高次諧波；最后通過(guò)基波發(fā)射天線8將射頻功率信號(hào)發(fā)射至待檢測(cè)物體。
12、2次諧波接收天線9用于接收非線性節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的2次諧波信號(hào)，接收到的2次諧波信號(hào)首先通過(guò)帶第二濾波器11對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除非2次諧波信號(hào)；由于非線性節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的2次諧波信號(hào)非常微弱，因此需要采用低噪聲放大器第一lna12進(jìn)行信號(hào)放大，第一lna12增益一般設(shè)定在40db以上；經(jīng)過(guò)放大后的2次諧波信號(hào)經(jīng)過(guò)2次諧波混頻器13與2次諧波本振14信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生2次諧波信號(hào)強(qiáng)度信號(hào)。采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc對(duì)2次諧波信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，并對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，該數(shù)字信號(hào)處理過(guò)程包括數(shù)字濾波fir、均方根計(jì)算及數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，進(jìn)而可以還原對(duì)應(yīng)的2次諧波信號(hào)強(qiáng)度。采用同樣過(guò)程，可以獲取3次諧波信號(hào)強(qiáng)度。
13、本專(zhuān)利技術(shù)的工作原理：它是利用非線性節(jié)點(diǎn)固有物理特性，當(dāng)激勵(lì)射頻信號(hào)到達(dá)非線性節(jié)點(diǎn)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生2次諧波和3次諧波信號(hào)；因此，通過(guò)主控制器mcu1控制基波發(fā)射電路發(fā)出激勵(lì)射頻信號(hào)，并根據(jù)檢測(cè)到2次諧波和3次諧波型號(hào)強(qiáng)度關(guān)系，即可對(duì)非線性節(jié)點(diǎn)做出相應(yīng)判斷。
14、采用上述技術(shù)方案后，本專(zhuān)利技術(shù)有益效果為：它能解決目前檢測(cè)設(shè)備靈敏度和誤報(bào)率之間的矛盾問(wèn)題，可以大大提高檢測(cè)設(shè)備的性能，在提高靈敏度的同時(shí)也能降低誤報(bào)率，擴(kuò)展本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：它包含主控制器(MCU1)、按鍵(2)、顯示器(3)、基波發(fā)射電路(A1)、2次諧波接收電路(A2)、3次諧波接收電路(A3)、電源(16)，主控制器(MCU1)的信息輸入端連接按鍵(2)，主控制器(MCU1)的信息輸出端連接顯示器(3)，主控制器MCU1的控制信號(hào)輸入輸出端分別連接基波發(fā)射電路(A1)、2次諧波接收電路(A2)和3次諧波接收電路(A3)，電源(16)的輸出端連接主控制器(MCU1)和顯示器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的基波發(fā)射電路(A1)包含PLL基波本振(4)、基波混頻器(5)、功率放大器(6)、第一濾波器(7)、基波發(fā)射天線(8)，PLL基波本振(4)、基波混頻器(5)、功率放大器(6)、第一濾波器(7)、基波發(fā)射天線(8)依次電連接，基波混頻器(5)的信號(hào)輸入端連接主控制器(MCU1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的2次諧波接收電路(A2)包含PLL2次諧波本振(14)、2次諧波混頻器(13)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的3次諧波接收電路(A3)包含PLL3次諧波本振(17)、3次諧波混頻器(18)、第二LNA(19)、第三濾波器(15)、3次諧波接收天線(10)，PLL3次諧波本振(17)、3次諧波混頻器(18)、第二LNA(19)、第三濾波器(15)、3次諧波接收天線(10)依次電連接，3次諧波混頻器(18)的信號(hào)輸入端連接主控制器(MCU1)。
5.一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)流程，其特征在于：它包含一下流程：步驟1包含第一檢測(cè)時(shí)隙(20)和第一空時(shí)隙(21)，步驟1包含第一檢測(cè)時(shí)隙(20)和第一空時(shí)隙(21)，檢測(cè)時(shí)隙(20)以T1為時(shí)間周期，以P1為射頻輸出功率，同時(shí)檢測(cè)非線性節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的2次諧波信號(hào)和3次諧波信號(hào)；空時(shí)隙(21)以T2為時(shí)間周期，射頻輸出功率為0，用于檢測(cè)環(huán)境中2次諧波信號(hào)和3次諧波信號(hào)對(duì)應(yīng)的噪聲水平；步驟2包含第二檢測(cè)時(shí)隙((23))和第二空時(shí)隙23，第二檢測(cè)時(shí)隙((23))以2倍T1為時(shí)間周期，以2倍P1為射頻輸出功率，同時(shí)檢測(cè)非線性節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的2次諧波信號(hào)和3次諧波信號(hào)；空時(shí)隙23以2倍T2為時(shí)間周期，射頻輸出功率為0，用于檢測(cè)環(huán)境中2次諧波和3次諧波信號(hào)噪聲水平；步驟3包含第三檢測(cè)時(shí)隙(24)和第三空時(shí)隙(25)，第三檢測(cè)時(shí)隙(24)以2倍T1為時(shí)間周期，以2倍P1為射頻輸出功率，同時(shí)檢測(cè)非線性節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的2次諧波信號(hào)和3次諧波信號(hào)；第三空時(shí)隙(25)以2倍T2為時(shí)間周期，射頻輸出功率為0，用于檢測(cè)環(huán)境中2次諧波和3次諧波信號(hào)噪聲水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)流程，其特征在于：所述T1設(shè)置為50-100毫秒，T2設(shè)置為30-50毫秒，P1設(shè)置為1-3W；T1、T2和P1根據(jù)環(huán)境噪聲水平及檢測(cè)的實(shí)時(shí)性進(jìn)行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)流程，其特征在于：上述步驟1、步驟2及步驟3各自檢測(cè)的2次諧波信號(hào)強(qiáng)度和3次諧波信號(hào)強(qiáng)度，并根據(jù)檢測(cè)到2次諧波和3次諧波型號(hào)強(qiáng)度關(guān)系，即可對(duì)非線性節(jié)點(diǎn)做出相應(yīng)判斷。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：它包含主控制器(mcu1)、按鍵(2)、顯示器(3)、基波發(fā)射電路(a1)、2次諧波接收電路(a2)、3次諧波接收電路(a3)、電源(16)，主控制器(mcu1)的信息輸入端連接按鍵(2)，主控制器(mcu1)的信息輸出端連接顯示器(3)，主控制器mcu1的控制信號(hào)輸入輸出端分別連接基波發(fā)射電路(a1)、2次諧波接收電路(a2)和3次諧波接收電路(a3)，電源(16)的輸出端連接主控制器(mcu1)和顯示器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的基波發(fā)射電路(a1)包含pll基波本振(4)、基波混頻器(5)、功率放大器(6)、第一濾波器(7)、基波發(fā)射天線(8)，pll基波本振(4)、基波混頻器(5)、功率放大器(6)、第一濾波器(7)、基波發(fā)射天線(8)依次電連接，基波混頻器(5)的信號(hào)輸入端連接主控制器(mcu1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的2次諧波接收電路(a2)包含pll2次諧波本振(14)、2次諧波混頻器(13)、第一lna(12)、第二濾波器(11)、2次諧波接收天線(9)，pll2次諧波本振(14、2次諧波混頻器(13)、第一lna(12)、第二濾波器(11)、2次諧波接收天線(9)依次電連接，2次諧波混頻器(13的信號(hào)輸入端連接主控制器(mcu1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式非線性節(jié)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的3次諧波接收電路(a3)包含pll3次諧波本振(17)、3次諧波混頻器(18)、第二lna(19)、第三濾波器(15)、3次諧波接收天線(10)，pll3次諧波本振(17)、3次諧波混頻器(18...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：譚梅生，孫傳奇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：上海華智興遠(yuǎn)工業(yè)設(shè)備有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
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