面向大型結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測(cè)的有源異頻收發(fā)式微波雷達(dá)系統(tǒng).pdf

1、大型基礎(chǔ)設(shè)施作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民幸福生活的基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)健康與安全運(yùn)行，受到全社會(huì)高度重視，而結(jié)構(gòu)的位移形變是反應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的重要參數(shù)。在位移形變監(jiān)測(cè)中，微波雷達(dá)技術(shù)具有全天候、遠(yuǎn)距離、高精度、低成本等方面的潛在優(yōu)勢(shì)，受到了各國(guó)研究者的關(guān)注。其中最具代表性的步進(jìn)調(diào)頻雷達(dá)系統(tǒng)，能在幾百米測(cè)量距離的條件下、達(dá)到毫米級(jí)的形變測(cè)量精度，但其價(jià)格高昂、且技術(shù)壟斷。為了打破國(guó)外技術(shù)壟斷狀態(tài)、突破價(jià)格瓶頸，開發(fā)出具由全天候，遠(yuǎn)距離，高精度，低成

2、本，大量程等形變測(cè)量特性的雷達(dá)傳感器系統(tǒng)，本文從微波測(cè)量的傳輸損耗、微波泄漏、多路徑反射三大問(wèn)題出發(fā)展開研究，以攻克多普勒雷達(dá)系統(tǒng)的高精度遠(yuǎn)距離形變測(cè)量難題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)三維形變的測(cè)量要求，建立一維位移形變與三維位移形變測(cè)量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，分析三維形變測(cè)量精度與一維形變測(cè)量精度的關(guān)系。②針對(duì)多普勒雷達(dá)系統(tǒng)無(wú)源反射、微波泄漏、多路徑反射對(duì)測(cè)量距離的限制的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出有源異頻收發(fā)式微波雷達(dá)系統(tǒng)的解決方

3、案，推導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)量原理，論證系統(tǒng)的可行性，分析系統(tǒng)的測(cè)量性能。③根據(jù)系統(tǒng)的測(cè)量原理，分析并測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)模塊的參數(shù)，結(jié)合市場(chǎng)器件性能現(xiàn)狀，對(duì)模塊器件進(jìn)行選型，搭建相應(yīng)的射頻硬件電路，展開戶外實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證電路的正確性。④根據(jù)傅里葉變換求相位差的原理，構(gòu)建兩路同頻信號(hào)相位差解調(diào)的數(shù)字采集處理硬件電路系統(tǒng)，并基于 FPGA平臺(tái)開發(fā)相應(yīng)位移形變解調(diào)軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)相位差的實(shí)時(shí)在線解調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)位移形變的解調(diào)。⑤將射頻電路系統(tǒng)與相位差解調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合起來(lái)，設(shè)