通濾波器2、第一功分器3、功率放大器4;
所述收發天線包括發射天線5a、接收天線5b;
所述雙通道接收機包括第二帶通濾波器6、第三帶通濾波器7、低噪放大器8、IQ解調器9、本振信號發生器10;
其中，超寬帶混沌信號發生器I的輸出端與第一帶通濾波器2的輸入端連接;第一帶通濾波器2的輸出端與第一功分器3的輸入端連接;第一功分器3的兩個輸出端分別與功率放大器4的輸入端和第二帶通濾波器6的輸入端連接;功率放大器4的輸出端與發射天線5a的輸入端連接;第二帶通濾波器6的輸出端與數據采集模塊11的輸入端連接；
接收天線5b的輸出端與第三帶通濾波器7的輸入端連接;第三帶通濾波器7的輸出端與低噪放大器8的輸入端連接;低噪放大器8的輸出端和本振信號發生器10的輸出端均與IQ解調器9的輸入端連接;IQ解調器9的輸出端與數據采集模塊11的輸入端連接；
數據采集模塊11的輸出端與信號處理模塊12的輸入端連接;信號處理模塊12的輸出端與通信模塊13的輸入端連接；
超寬帶混沌信號發生器I的供電輸入端、IQ解調器9的供電輸入端、數據采集模塊11的供電輸入端、信號處理模塊12的供電輸入端均與本安電源14的供電輸出端連接。
[0013]所述超寬帶混沌信號發生器I包括壓控振蕩器21、第二功分器22、雙平衡混頻器23、模數轉換器24、時延積分反饋單元25、數模轉換器26;其中，壓控振蕩器21的輸出端作為超寬帶混沌信號發生器I的輸出端，且壓控振蕩器21的輸出端與第二功分器22的輸入端連接;第二功分器22的兩個輸出端分別通過兩條不同長度的同軸電纜與雙平衡混頻器23的兩個輸入端連接;雙平衡混頻器23的輸出端與模數轉換器24的輸入端連接;模數轉換器24的輸出端與時延積分反饋單元25的輸入端連接;時延積分反饋單元25的輸出端與數模轉換器26的輸入端連接;數模轉換器26的輸出端與壓控振蕩器21的輸入端連接。具體工作過程如下:壓控振蕩器產生微波信號。該微波信號進入第二功分器，并經第二功分器分為兩路，兩路微波信號經兩條不同長度的同軸電纜傳輸并產生一定的時延，然后進入雙平衡混頻器，并經雙平衡混頻器進行混頻(由此組成一個零差鑒相器)后產生混頻信號。該混頻信號進入模數轉換器，并依次經模數轉換器、時延積分反饋單元、數模轉換器進行模數轉換、時延積分、數模轉換后反饋至壓控振蕩器，使得壓控振蕩器產生超寬帶混沌調頻信號。
[0014]還包括防爆外殼15;發射機、雙通道接收機、數據采集模塊11、信號處理模塊12、通信模塊13、本安電源14均封裝于防爆外殼15的內腔;收發天線安裝于防爆外殼15的外底面。
[0015]具體實施時，模數轉換器24采用8位模數轉換器。時延積分反饋單元25采用FPGA(Altera CycloneII)實現。數模轉換器26采用TI DAC900型數模轉換器。
【主權項】
1.一種基于超寬帶混沌雷達的薄煤層煤巖界面識別裝置，其特征在于:包括發射機、收發天線、雙通道接收機、數據采集模塊(11)、信號處理模塊(12)、通信模塊(13)、本安電源(14)； 所述發射機包括超寬帶混沌信號發生器(I)、第一帶通濾波器(2)、第一功分器(3)、功率放大器(4); 所述收發天線包括發射天線(5a)、接收天線(5b); 所述雙通道接收機包括第二帶通濾波器(6)、第三帶通濾波器(7)、低噪放大器(8)、IQ解調器(9)、本振信號發生器(10); 其中，超寬帶混沌信號發生器(I)的輸出端與第一帶通濾波器(2)的輸入端連接;第一帶通濾波器(2)的輸出端與第一功分器(3)的輸入端連接;第一功分器(3)的兩個輸出端分別與功率放大器(4)的輸入端和第二帶通濾波器(6)的輸入端連接;功率放大器(4)的輸出端與發射天線(5a)的輸入端連接;第二帶通濾波器(6)的輸出端與數據采集模塊(11)的輸入端連接； 接收天線(5b)的輸出端與第三帶通濾波器(7)的輸入端連接;第三帶通濾波器(7)的輸出端與低噪放大器(8)的輸入端連接;低噪放大器(8)的輸出端和本振信號發生器(10)的輸出端均與IQ解調器(9)的輸入端連接;IQ解調器(9)的輸出端與數據采集模塊(11)的輸入端連接； 數據采集模塊(11)的輸出端與信號處理模塊(12)的輸入端連接;信號處理模塊(12)的輸出端與通信模塊(13)的輸入端連接； 超寬帶混沌信號發生器(I)的供電輸入端、IQ解調器(9)的供電輸入端、數據采集模塊(11)的供電輸入端、信號處理模塊(12)的供電輸入端均與本安電源(14)的供電輸出端連接。2.根據權利要求1所述的一種基于超寬帶混沌雷達的薄煤層煤巖界面識別裝置，其特征在于:所述超寬帶混沌信號發生器(I)包括壓控振蕩器(21)、第二功分器(22)、雙平衡混頻器(23)、模數轉換器(24)、時延積分反饋單元(25)、數模轉換器(26);其中，壓控振蕩器(21)的輸出端作為超寬帶混沌信號發生器(I)的輸出端，且壓控振蕩器(21)的輸出端與第二功分器(22)的輸入端連接;第二功分器(22)的兩個輸出端分別通過兩條不同長度的同軸電纜與雙平衡混頻器(23)的兩個輸入端連接;雙平衡混頻器(23)的輸出端與模數轉換器(24)的輸入端連接;模數轉換器(24)的輸出端與時延積分反饋單元(25)的輸入端連接;時延積分反饋單元(25)的輸出端與數模轉換器(26)的輸入端連接;數模轉換器(26)的輸出端與壓控振蕩器(21)的輸入端連接。3.根據權利要求1或2所述的一種基于超寬帶混沌雷達的薄煤層煤巖界面識別裝置，其特征在于:還包括防爆外殼(15);發射機、雙通道接收機、數據采集模塊(11)、信號處理模塊(12)、通信模塊(13)、本安電源(14)均封裝于防爆外殼(15)的內腔;收發天線安裝于防爆外殼(15)的外底面。
【專利摘要】本發明涉及薄煤層無人化開采中的煤巖界面識別技術，具體是一種基于超寬帶混沌雷達的薄煤層煤巖界面識別裝置。本發明解決了現有煤巖界面識別裝置適用范圍受限、使用安全性差、測量精度低、分辨率低、抗干擾能力差、電磁兼容性差的問題。一種基于超寬帶混沌雷達的薄煤層煤巖界面識別裝置，包括發射機、收發天線、雙通道接收機、數據采集模塊、信號處理模塊、通信模塊、本安電源；所述發射機包括超寬帶混沌信號發生器、第一帶通濾波器、第一功分器、功率放大器；所述收發天線包括發射天線、接收天線；所述雙通道接收機包括第二帶通濾波器、第三帶通濾波器、低噪放大器、IQ解調器、本振信號發生器。本發明適用于薄煤層無人化開采。
【IPC分類】E21C39/00, E21C35/24
【公開號】CN105649624
【申請號】
【發明人】劉麗, 李靜霞, 張建國, 王云才, 王冰潔
【申請人】太原理工大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月8日