Cgpr-3dm多通道实时三维成像混凝土检测雷达系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及雷达探测领域，尤其涉及一种CGPR-3DM多通道实时三维成像混凝土检测雷达系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济飞速发展，工程建设迅猛增加，混凝土作为一种常用和重要的材料被广泛应用到各种工程建筑，其质量直接关系到工程质量。近年来，各种混凝土事故、病害频频发生，如桥梁垮塌、楼房开裂、道路裂缝等，这些都与混凝土质量直接相关。
[0003]为保障工程质量，需要定期对混凝土结构进行检测和监测。现有无损检测技术是当前工程建设中最重要的检测和分析手段。其中，探地雷达通过发射电磁波探测物体内部不可见的目标体或界面，具有探测速度快、探测过程连续、分辨率高、操作方便灵活等优点，成为当前无损检测工程中最有效的方法之一，在建筑、铁路、公路、水利、电力、采矿、市政建设等各领域得到广泛应用。
[0004]但是，现有雷达探测设备存在以下问题:不能直观反映混凝土内部信息、探测结果的精度低、探测效率差。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种CGPR-3DM多通道实时三维成像混凝土检测雷达系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型所述CGPR-3DM多通道实时三维成像混凝土检测雷达系统，该系统包括:显示终端、雷达主机和天线收发装置；所述显示终端与所述雷达主机之间，所述雷达主机与所述天线收发装置之间均双向通信连接；所述天线收发装置包括η对发射接收天线，每对发射接收天线包括一个发射天线和一个接收天线，所述天线收发装置还包括与发射天线一一对应连接的发射机和与接收天线一一对应连接的接收机，所述η大于等于1。
[0007]优选地，所述天线收发装置包括6对发射接收天线，每对发射接收天线包括一个发射天线和一个接收天线。
[0008]优选地，所述天线收发装置中发射接收天线的极化方向与探测方向垂直、发射天线和接收天线的水平交错排列且所述发射天线设置在探测方向的前端，具体排列方式为:所有发射天线处于相同水平线Α，且两个相邻发射天线之间的距离为10cm ;所有接收天线处于相同水平线B，两个相邻接收天线之间的距离为10cm ;水平线A与水平线B之间的距离为5cm，相邻两个发射天线和其之间的接收天线形成倒“品”字型排列。
[0009]优选地，所述雷达主机包括多路时基控制模块、AD采集和数据处理模块和数据传输模块，所述多路时基控制模块和所述数据传输模块分别与所述AD采集和数据处理模块双向通信连接。
[0010]优选地，雷达主机中还包括与所述多路时基控制模块、所述AD采集和数据处理模块和所述数据传输模块供电连接的电源。
[0011]更优选地，所述多路时基控制模块与天线收发装置通信连接。
[0012]更优选地，所述数据传输模块与所述显示终端通信连接。
[0013]优选地，所述显示终端是计算机。
[0014]优选地，所述雷达主机还与GIS可视化平台数据通信连接。
[0015]本实用新型的有益效果是:
[0016]本实用新型所述雷达系统，采用6对收发天线阵列，能够同时完成11通道数据采集，数据采集单元对采集到的数据直接处理并进行三维成像显示，能够实时完成混凝土检测，及时发现内部问题。其中，阵列天线对可根据需要缩减或扩充，实现5-41通道测线探测。同时，采用高精度GPS实现雷达采集设备的精确定位，获得当前采集数据的精确位置，为后续数据回访精确定位，并将雷达数据和GPS数据集成在GIS平台上，实现探测结果的智能管理。为获得高精度成像效果，系统采用先进合成孔径算法，并对成像结果进行检测，对大块目标如钢筋、波纹管等进行实物拟合，反应混凝土内部结构。该系统为混凝土探测提供实时三维成像结果，直观反应混凝土内部信息，探测结果更加直观可信，且同时扫描11条测线，实现一个作业面扫描，极大提升探测效率。
【附图说明】
[0017]图1是所述CGPR-3DM多通道实时三维成像混凝土检测雷达系统的结构示意图；
[0018]图2是图1中天线收发装置中发射接收天线的排列方式，A表示发射天线，B表示接收天线；
[0019]图3是图1中雷达主机的结构示意图；
[0020]图4是天线收发装置中发射接收天线的分时工作图；
[0021]图5是图1中显控终端数据处理流程示意图；
[0022]图6是多线程并行数据处理流程示意图；
[0023]图7是GIS平台下雷达数据定位过程。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]实施例
[0026]参照图1，本实施例所述CGPR-3DM多通道实时三维成像混凝土检测雷达系统，包括:显示终端、雷达主机和天线收发装置；所述显示终端与所述雷达主机之间，所述雷达主机与所述天线收发装置之间均双向通信连接；所述天线收发装置包括6对发射接收天线，每对发射接收天线包括一个发射天线和一个接收天线，所述天线收发装置还包括与发射天线--对应连接的发射机和与接收天线--对应连接的接收机。更详细的解释说明:
[0027](一 )天线收发装置
[0028]每对发射接收天线包括一个发射天线和一个接收天线。参照图2，所述天线收发装置中发射接收天线的极化方向与探测方向垂直、发射天线和接收天线的水平交错排列且所述发射天线设置在探测方向的前端，具体排列方式为:所有发射天线处于相同水平线A，且两个相邻发射天线之间的距离为10cm ;所有接收天线处于相同水平线B，两个相邻接收天线之间的距离为10cm ;水平线A与水平线B之间的距离为5cm，相邻两个发射天线和其之间的接收天线形成倒“品”字型排列。
[0029]该天线收发装置共形成11条测线，总跨度为60cm，即一次能够探测宽度为60cm的范围。各测线具体形成情况如下:发射天线1发射信号，接收天线1接收信号，形成测线1 ;发射天线2发射信号，接收天线1和2接收信号，形成测线2和3 ;发射天线3发射信号，接收天线2和3接收信号，形成测线4和5 ;发射天线4发射信号，接收天线3和4接收信号，形成测线6和7 ;发射天线5发射信号，接收天线4和5接收信号，形成测线8和9 ;发射天线6发射信号，接收天线5和6接收信号，形成测线10和11。
[0030]发射机产生发射雷达信号，信号经馈线传输到发射天线，并由发射天线辐射到空间中；空间中的信号在空气和地下介质的传播，遇到电性差异较大的两介质交界面时产生反射，发射信号经地下介质和空气传播最终被接收天线接收，接收天线将接收到的信号经馈线传输到接收机，接收机完成信号放大、滤波等处理，并将处理完后的信号送到雷达主机。
[0031](二)雷达主机
[0032]参照图3，所述雷达主机包括多路时基控制模块、AD采集和数据处理模块和数据传输模块，所述多路时基控制模块和所述数据传输模块分别与所述AD采集和数据处理模块双向通信连接。所述多路时基控制模块与天线收发装置通信连接。所述数据传输模块与所述显示终端通信连接。雷达主机中还包括向所述多路时基控制模块、所述AD采集和数据处理模块和所述数据传输模块供电的电源。
[0033]多路时基控制模块产生整个系统工作所需的时序控制信号，保证天线阵列中发