通滤波器2、第一功分器3、功率放大器4;
所述收发天线包括发射天线5a、接收天线5b;
所述双通道接收机包括第二带通滤波器6、第三带通滤波器7、低噪放大器8、IQ解调器9、本振信号发生器10;
其中，超宽带混沌信号发生器I的输出端与第一带通滤波器2的输入端连接;第一带通滤波器2的输出端与第一功分器3的输入端连接;第一功分器3的两个输出端分别与功率放大器4的输入端和第二带通滤波器6的输入端连接;功率放大器4的输出端与发射天线5a的输入端连接;第二带通滤波器6的输出端与数据采集模块11的输入端连接；
接收天线5b的输出端与第三带通滤波器7的输入端连接;第三带通滤波器7的输出端与低噪放大器8的输入端连接;低噪放大器8的输出端和本振信号发生器10的输出端均与IQ解调器9的输入端连接;IQ解调器9的输出端与数据采集模块11的输入端连接；
数据采集模块11的输出端与信号处理模块12的输入端连接;信号处理模块12的输出端与通信模块13的输入端连接；
超宽带混沌信号发生器I的供电输入端、IQ解调器9的供电输入端、数据采集模块11的供电输入端、信号处理模块12的供电输入端均与本安电源14的供电输出端连接。
[0013]所述超宽带混沌信号发生器I包括压控振荡器21、第二功分器22、双平衡混频器23、模数转换器24、时延积分反馈单元25、数模转换器26;其中，压控振荡器21的输出端作为超宽带混沌信号发生器I的输出端，且压控振荡器21的输出端与第二功分器22的输入端连接;第二功分器22的两个输出端分别通过两条不同长度的同轴电缆与双平衡混频器23的两个输入端连接;双平衡混频器23的输出端与模数转换器24的输入端连接;模数转换器24的输出端与时延积分反馈单元25的输入端连接;时延积分反馈单元25的输出端与数模转换器26的输入端连接;数模转换器26的输出端与压控振荡器21的输入端连接。具体工作过程如下:压控振荡器产生微波信号。该微波信号进入第二功分器，并经第二功分器分为两路，两路微波信号经两条不同长度的同轴电缆传输并产生一定的时延，然后进入双平衡混频器，并经双平衡混频器进行混频(由此组成一个零差鉴相器)后产生混频信号。该混频信号进入模数转换器，并依次经模数转换器、时延积分反馈单元、数模转换器进行模数转换、时延积分、数模转换后反馈至压控振荡器，使得压控振荡器产生超宽带混沌调频信号。
[0014]还包括防爆外壳15;发射机、双通道接收机、数据采集模块11、信号处理模块12、通信模块13、本安电源14均封装于防爆外壳15的内腔;收发天线安装于防爆外壳15的外底面。
[0015]具体实施时，模数转换器24采用8位模数转换器。时延积分反馈单元25采用FPGA(Altera CycloneII)实现。数模转换器26采用TI DAC900型数模转换器。
【主权项】
1.一种基于超宽带混沌雷达的薄煤层煤岩界面识别装置，其特征在于:包括发射机、收发天线、双通道接收机、数据采集模块(11)、信号处理模块(12)、通信模块(13)、本安电源(14)； 所述发射机包括超宽带混沌信号发生器(I)、第一带通滤波器(2)、第一功分器(3)、功率放大器(4); 所述收发天线包括发射天线(5a)、接收天线(5b); 所述双通道接收机包括第二带通滤波器(6)、第三带通滤波器(7)、低噪放大器(8)、IQ解调器(9)、本振信号发生器(10); 其中，超宽带混沌信号发生器(I)的输出端与第一带通滤波器(2)的输入端连接;第一带通滤波器(2)的输出端与第一功分器(3)的输入端连接;第一功分器(3)的两个输出端分别与功率放大器(4)的输入端和第二带通滤波器(6)的输入端连接;功率放大器(4)的输出端与发射天线(5a)的输入端连接;第二带通滤波器(6)的输出端与数据采集模块(11)的输入端连接； 接收天线(5b)的输出端与第三带通滤波器(7)的输入端连接;第三带通滤波器(7)的输出端与低噪放大器(8)的输入端连接;低噪放大器(8)的输出端和本振信号发生器(10)的输出端均与IQ解调器(9)的输入端连接;IQ解调器(9)的输出端与数据采集模块(11)的输入端连接； 数据采集模块(11)的输出端与信号处理模块(12)的输入端连接;信号处理模块(12)的输出端与通信模块(13)的输入端连接； 超宽带混沌信号发生器(I)的供电输入端、IQ解调器(9)的供电输入端、数据采集模块(11)的供电输入端、信号处理模块(12)的供电输入端均与本安电源(14)的供电输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种基于超宽带混沌雷达的薄煤层煤岩界面识别装置，其特征在于:所述超宽带混沌信号发生器(I)包括压控振荡器(21)、第二功分器(22)、双平衡混频器(23)、模数转换器(24)、时延积分反馈单元(25)、数模转换器(26);其中，压控振荡器(21)的输出端作为超宽带混沌信号发生器(I)的输出端，且压控振荡器(21)的输出端与第二功分器(22)的输入端连接;第二功分器(22)的两个输出端分别通过两条不同长度的同轴电缆与双平衡混频器(23)的两个输入端连接;双平衡混频器(23)的输出端与模数转换器(24)的输入端连接;模数转换器(24)的输出端与时延积分反馈单元(25)的输入端连接;时延积分反馈单元(25)的输出端与数模转换器(26)的输入端连接;数模转换器(26)的输出端与压控振荡器(21)的输入端连接。3.根据权利要求1或2所述的一种基于超宽带混沌雷达的薄煤层煤岩界面识别装置，其特征在于:还包括防爆外壳(15);发射机、双通道接收机、数据采集模块(11)、信号处理模块(12)、通信模块(13)、本安电源(14)均封装于防爆外壳(15)的内腔;收发天线安装于防爆外壳(15)的外底面。
【专利摘要】本发明涉及薄煤层无人化开采中的煤岩界面识别技术，具体是一种基于超宽带混沌雷达的薄煤层煤岩界面识别装置。本发明解决了现有煤岩界面识别装置适用范围受限、使用安全性差、测量精度低、分辨率低、抗干扰能力差、电磁兼容性差的问题。一种基于超宽带混沌雷达的薄煤层煤岩界面识别装置，包括发射机、收发天线、双通道接收机、数据采集模块、信号处理模块、通信模块、本安电源；所述发射机包括超宽带混沌信号发生器、第一带通滤波器、第一功分器、功率放大器；所述收发天线包括发射天线、接收天线；所述双通道接收机包括第二带通滤波器、第三带通滤波器、低噪放大器、IQ解调器、本振信号发生器。本发明适用于薄煤层无人化开采。
【IPC分类】E21C39/00, E21C35/24
【公开号】CN105649624
【申请号】
【发明人】刘丽, 李静霞, 张建国, 王云才, 王冰洁
【申请人】太原理工大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月8日