17、探地雷达系统全面解析

探地雷达系统全面解析

1. 放大器参数与要求

在设计探地雷达（GPR）系统的放大器时，需要关注以下参数：
1. 所需放大倍数（增益） ：明确系统对信号放大的具体需求。
2. 工作带宽 ：确定放大器能够正常工作的频率范围。
3. 平均功率与频率的函数关系 ：了解不同频率下的功率情况。
4. 发射/接收占空比 ：合理分配发射和接收的时间比例。
5. 平均无故障工作时间（MTBF） ：衡量放大器的可靠性。

此外，由于发射机功率高且与接收机距离近，放大器必须与接收机隔离，以避免干扰。同时，虽然在某些图中未明确显示，但定时和同步功能对于协调发射机和接收机的操作至关重要。例如，在接收机断开时开启发射机（连接到天线），在接收机开启时断开发射机，并且同步模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）和低噪声放大器（LNA）单元。

2. 功率相关问题

雷达系统中，接收功率和发射功率的关系由特定方程（如方程 4.5）决定，这一关系对于确定可检测信号的动态范围很重要。在一些应用中，用户可能希望提高发射功率，使目标反射场的幅度能够从各种噪声源导致的随机信号误差中区分出来；另一种选择是降低设备的噪声底限，以便在较低电平下无失真地获取信号。

系统的灵敏度至关重要，它决定了接收机能够无失真获取的最小场强。增加发射信号的带宽（或减小脉冲宽度）可以提高距离分辨率，但这也会对 GPR 前端放大器能够实现的最大发射幅度产生限制。