CN103176181A

CN103176181A - 调频连续波体制的非线性结点探测器

Info

Publication number: CN103176181A
Application number: CN2011104310130A
Authority: CN
Inventors: 纪华
Original assignee: CETC 50 Research Institute
Current assignee: CETC 50 Research Institute
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明提供一种调频连续波体制的非线性结点探测器，包括：调制信号发生器，产生调制信号；压控振荡器，受调制信号控制产生连续波调频信号；倍频器，将连续波调频信号倍频；第一放大器，将连续波调频信号放大；发射天线；接收天线，接收回波信号；第二放大器，将回波信号放大；混频器，将倍频后的连续波调频信号作为本振信号，与放大后的回波信号混频，产生差拍信号；滤波器，对差拍信号进行滤波；第三放大器，将滤波后的差拍信号放大；数字信号处理终端，对差拍信号进行处理，分析其频率与大小，确定在探测区域是否有电子目标存在并计算其距离探测器的位置。本发明能有效避免环境背景中的电磁波干扰信号，提高对电子目标的探测性能，降低虚警率。

Description

调频连续波体制的非线性结点探测器

技术领域

本发明涉及安全防护探测技术领域，具体来说，本发明涉及一种采用调频连续波体制的非线性结点探测器。

背景技术

电子装置一般由电子电路组成，电子电路的最基本元素是二极管，二极管为两种半导体物质联结而成。根据二极管的特性，一般将二极管的联结点称之为非线性结点。随着电子工业的迅猛发展，在各种电子装置上大量使用二极管、三极管和集成电路，使得在这些电子装置中存在一个或多个非线性结点。非线性结点探测器就是在搜查的区域内发出高频电磁波，激发各种电子装置中的非线性结点上的自激回波，然后用非线性结点探测器上的接收器捕获到各种自激回波，以达到对电子目标探测、定位的目的，目前在国内外均广泛应用。

然而，随着电子科学技术的进步，目前生产活动中有大量的电子装置投入使用，另外日常环境背景中也存在大量杂乱的电磁波信号，非线性结点探测器所工作的频带(一般为800MHz-4GHz)附近还存在有大量的各种频率的其它电磁信号，此类无用的信号经常干扰非线性结点探测器的正常工作，造成虚警。

现有的非线性结点探测器一般为点频体制的非线性结点探测器，其所发出的点频发射信号的频率是固定的，如果环境背景中正好存在该频率的干扰信号，则其正好会影响该非线性结点探测器的正常工作。事实上，由于环境背景中存在的干扰信号的频率多种多样，现有的点频体制的非线性结点探测器很难找到一个正好避开所有干扰信号影响的频率，来探测可能带来人身安全与信息安全隐患的电子目标。即目前现有的普通非线性结点探测器在干扰的电磁环境和存在有电子设备的复杂使用环境中无法正常工作，影响了其在各类复杂使用环境下的进一步推广使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用调频连续波体制的非线性结点探测器，能够有效地避免环境背景中的电磁波干扰信号，提高对电子目标的探测性能，降低虚警率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种调频连续波体制的非线性结点探测器，用于探测电子目标，包括：

调制信号发生器，用于产生频率随时间变化的调制信号；

压控振荡器，与所述调制信号发生器相连接，用于受所述调制信号控制产生连续波调频信号；

倍频器，与所述压控振荡器相连接，用于将所述连续波调频信号倍频；

第一放大器，与所述压控振荡器相连接，用于将所述连续波调频信号放大；

发射天线，与所述第一放大器相连接，用于将所述连续波调频信号发射出去；

接收天线，用于接收回波信号；

第二放大器，与所述接收天线相连接，用于将所述回波信号放大；

混频器，分别与所述倍频器和所述第二放大器相连接，用于将倍频后的所述连续波调频信号作为本振信号，与放大后的所述回波信号混频，产生差拍信号；

滤波器，与所述混频器相连接，用于对所述差拍信号进行滤波；

第三放大器，与所述滤波器相连接，用于将滤波后的所述差拍信号放大；以及

数字信号处理终端，分别与调制信号发生器和所述第三放大器相连接，用于对所述差拍信号进行处理，分析所述差拍信号的频率与大小，确定在探测区域是否有电子目标存在并计算所述电子目标距离所述探测器的位置。

可选地，所述调制信号发生器为三角波发生器。

可选地，所述压控振荡器为全固态压控振荡器。

可选地，所述回波信号为所述电子目标的非线性结点的自激回波。

可选地，所述非线性结点探测器的工作频带为800MHz-4GHz。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的调频连续波体制的非线性结点探测器采用调频发射与同步接收工作方式，使非线性结点探测器能够避免电磁环境背景中干扰信号，降低现有非线性结点探测器的虚警率。同时，本发明的调频连续波体制的非线性结点探测器具有目标距离定位功能，通过对信号的距离判断能够有效区分探测区域目标信号和附件电子设备干扰回波信号，能够有效降低探测虚警率。

本发明可用于探查隐藏在行李、包裹、墙体、家具等物品内及人身上的电子装置，也可用于检测拦截遥控炸弹、地雷、***、手机、数码相机、录音笔等可能带来人身安全与信息安全隐患的电子目标，可广泛应用于各类要害场所安全检测领域。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一个实施例的调频连续波体制的非线性结点探测器的模块结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图1为本发明一个实施例的调频连续波体制的非线性结点探测器的模块结构图。如图1所示，该非线性结点探测器100的工作频带可以为800MHz-4GHz之间，可用于探测电子目标，包括：调制信号发生器101、压控振荡器102、倍频器103、第一放大器104、发射天线105、接收天线106、第二放大器107、混频器108、滤波器109、第三放大器110以及数字信号处理终端111。

其中，调制信号发生器101可以为三角波发生器，用于产生频率随时间变化的调制信号。压控振荡器102可以为全固态压控振荡器，与调制信号发生器101相连接，用于受调制信号控制产生连续波调频信号。倍频器103与压控振荡器102相连接，用于将连续波调频信号倍频。第一放大器104与压控振荡器102相连接，用于将连续波调频信号放大。发射天线105与第一放大器104相连接，用于将连续波调频信号发射出去。接收天线106用于接收回波信号，该回波信号具体可以为电子目标的非线性结点的自激回波。第二放大器107与接收天线106相连接，用于将回波信号放大。混频器108分别与倍频器103和第二放大器107相连接，用于将倍频后的连续波调频信号作为本振信号，与放大后的回波信号混频，产生差拍信号。滤波器109与混频器108相连接，用于对差拍信号进行滤波。第三放大器110与滤波器109相连接，用于将滤波后的差拍信号放大。数字信号处理终端111分别与调制信号发生器101和第三放大器110相连接，用于对差拍信号进行处理，分析差拍信号的频率与大小，确定在探测区域是否有电子目标存在并计算电子目标距离探测器100的位置。

下面简要描述一下本发明的非线性结点探测器100的工作原理：

本发明中的压控振荡器102可以是一个全固态压控振荡器，受调制信号控制产生连续波调频信号。此信号的一小部分经过倍频器103倍频，作为接收混频器108的本振信号，大部分能量通过第一放大器104放大后由发射天线105发射。回波信号被接收天线106接收后经第二放大器107放大后被馈送到混频器108，与本振信号混频后产生差拍信号。差拍信号经过滤波器109滤波、第三放大器110放大后输出至数字信号处理终端111。数字信号处理终端111对信号进行处理，分析当前差拍信号的频率与大小，以确定是否在探测区域有电子目标存在并计算目标距离探测器的位置。

本发明中的调频连续波体制的非线性结点探测器，发射一个频率随时间变化的信号，其接收的非线性结点回波信号是与发射信号频率同步变化的倍频信号，回波信号当前频率和当前探测器的发射信号频率倍频后相比具有与探测距离相一致的时间延迟。本发明的调频连续波体制的非线性结点探测器发射信号的倍频信号与接收信号的差拍频率输出是当前目标延迟时间的函数，因而也是目标距离的函数，通过对当前差拍信号的频率进行分析就可以得到探测区域内目标距离探测器位置。

本发明的非线性结点探测器工作时，发射一个频率按一定规律随时间在变化的信号，接收倍频信号与发射倍频信号的差拍信号，通过差拍信号大小可以判断是否存在探测目标，通过对差拍信号频率进行计算得到延迟时间可测量探测目标距离。本发明由于采用了发射与接收相关处理技术，非线性结点探测器接收中频带宽很窄，一般干扰信号无法落入带宽内造成干扰，有效地降低探测虚警率。

本发明的调频连续波体制非线性结点探测器能够对被探测目标距离探测器距离进行分析，在复杂使用场所，探测器附近的电子设备产生的非线性回波干扰信号其目标距离远远大于探测器应探测区域距离，因此可以通过对信号的距离判断有效降低探测虚警率。

本发明的调频连续波体制的非线性结点探测器能够对被探测目标距离探测器距离进行分析，在复杂使用场所，探测器附近的电子设备产生的非线性回波干扰信号其目标距离远远大于探测器应探测区域距离，因此可以通过对信号的距离判断有效降低探测虚警率。

综上所述，本发明的调频连续波体制的非线性结点探测器采用调频发射与同步接收工作方式，使非线性结点探测器具有抗干扰性能强的优点，能够避免电磁环境背景中干扰信号，降低现有非线性结点探测器的虚警率。同时，本发明的调频连续波体制的非线性结点探测器具有目标距离定位功能，通过对信号的距离判断能够有效区分探测区域目标信号和附件电子设备干扰回波信号，能够有效降低探测虚警率，提高该类探测设备的探测性能，满足当前安全探测的需要。本发明具有较好的实用性和经济性。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims

1.一种调频连续波体制的非线性结点探测器(100)，用于探测电子目标，包括：

调制信号发生器(101)，用于产生频率随时间变化的调制信号；

压控振荡器(102)，与所述调制信号发生器(101)相连接，用于受所述调制信号控制产生连续波调频信号；

倍频器(103)，与所述压控振荡器(102)相连接，用于将所述连续波调频信号倍频；

第一放大器(104)，与所述压控振荡器(102)相连接，用于将所述连续波调频信号放大；

发射天线(105)，与所述第一放大器(104)相连接，用于将所述连续波调频信号发射出去；

接收天线(106)，用于接收回波信号；

第二放大器(107)，与所述接收天线(106)相连接，用于将所述回波信号放大；

混频器(108)，分别与所述倍频器(103)和所述第二放大器(107)相连接，用于将倍频后的所述连续波调频信号作为本振信号，与放大后的所述回波信号混频，产生差拍信号；

滤波器(109)，与所述混频器(108)相连接，用于对所述差拍信号进行滤波；

第三放大器(110)，与所述滤波器(109)相连接，用于将滤波后的所述差拍信号放大；

数字信号处理终端(111)，分别与调制信号发生器(101)和所述第三放大器(110)相连接，用于对所述差拍信号进行处理，分析所述差拍信号的频率与大小，确定在探测区域是否有电子目标存在并计算所述电子目标距离所述探测器(100)的位置。

2.根据权利要求1所述的非线性结点探测器(100)，其特征在于，所述调制信号发生器(101)为三角波发生器。

3.根据权利要求1或2所述的非线性结点探测器(100)，其特征在于，所述压控振荡器(102)为全固态压控振荡器。

4.根据权利要求3所述的非线性结点探测器(100)，其特征在于，所述回波信号为所述电子目标的非线性结点的自激回波。

5.根据权利要求4所述的非线性结点探测器(100)，其特征在于，所述非线性结点探测器(100)的工作频带为800MHz-4GHz。