金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置，包括：高頻信號(hào)源、射頻發(fā)射單元、第一濾波器組合、本振單元、混頻單元、第二濾波器組合、中頻檢波單元、面板控制模塊、報(bào)警輸出模塊、信號(hào)處理及控制單元、采樣單元、放大單元、低通濾波器、相位檢波器、低頻信號(hào)源、低頻發(fā)射單元、前置放大器以及組合探頭。本發(fā)明將非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)諧波探測(cè)技術(shù)與金屬探測(cè)技術(shù)相結(jié)合，可用于對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行非接觸式探測(cè)，能發(fā)現(xiàn)金屬目標(biāo)及非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)目標(biāo)，并具有分辨兩種目標(biāo)的能力，適用于機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、會(huì)議場(chǎng)所等場(chǎng)合的安防檢查，也可用于公安、國(guó)家安全等單位對(duì)外交、保密等特殊場(chǎng)所的技術(shù)檢查。
【專(zhuān)利說(shuō)明】金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安防領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)金屬目標(biāo)及非線(xiàn)性目標(biāo)進(jìn)行非接觸式探測(cè)的復(fù)合探測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為200420114716.6、名稱(chēng)為《電子目標(biāo)探測(cè)裝置》的專(zhuān)利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種對(duì)非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)目標(biāo)的探測(cè)技術(shù)，但此技術(shù)僅具備非線(xiàn)性目標(biāo)的探測(cè)能力，無(wú)法對(duì)同質(zhì)金屬進(jìn)行探測(cè)。目前市場(chǎng)上的金屬探測(cè)器具有金屬探測(cè)能力，但均無(wú)法識(shí)別非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)探測(cè)并分辨金屬目標(biāo)及非線(xiàn)性目標(biāo)的目的。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置，包括:高頻信號(hào)源、射頻發(fā)射單元、第一濾波器組合、本振單元、混頻單元、第二濾波器組合、中頻檢波單元、面板控制模塊、報(bào)警輸出模塊、信號(hào)處理及控制單元、采樣單元、放大單元、低通濾波器、相位檢波器、低頻信號(hào)源、低頻發(fā)射單元、前置放大器以及組合探頭；
[0005]其中，所述高頻信號(hào)源的出端I與所述射頻發(fā)射單元入端I相連，所述射頻發(fā)射單元的出端2與所述第一濾波器組合的入端I相連，所述第一濾波器組合的出端2與所述組合探頭的入端I相連，所述高頻信號(hào)源的出端2與所述本振單元的入端I相連，所述本振單元的出端2與所述混頻單元的入端I相連，所述混頻單元的入端2與所述第二濾波器組合的出端2相連，所述第二濾波器組合的入端I與所述組合探頭的出端2相連，所述混頻單元的出端3與所述中頻檢波單元的入端I相連，所述中頻檢波單元的出端2與所述信號(hào)處理及控制單元的入端2相連，所述高頻信號(hào)源的入端3與所述信號(hào)處理及控制單元的出端I相連，所述信號(hào)處理及控制單元的出端3與所述面板控制模塊的入端I相連，所述信號(hào)處理及控制單元的出端4與所述報(bào)警輸出模塊的入端I相連，所述低頻信號(hào)源的入端I與所述信號(hào)處理及控制單元的出端6相連，所述低頻信號(hào)源的出端2與所述低頻發(fā)射單元的入端I相連，所述低頻發(fā)射單元的出端2與所述組合探頭的入端3相連，所述組合探頭的出端4與所述前置放大器的入端2相連，所述前置放大器的出端I與所述相位檢波器的入端2相連，所述相位檢波器的出端I與所述低通濾波器的入端2相連，所述低通濾波器的出端I與所述放大單元的入端2相連,所述放大單元的出端I與所述采樣單元的入端2相連,所述采樣單元的出端I與所述信號(hào)處理及控制單元的入端5相連。
[0006]可選地，所述射頻發(fā)射單元根據(jù)所述高頻信號(hào)源的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出射頻信號(hào)，所述射頻信號(hào)的頻率在UHF波段至S波段。
[0007]可選地，所述組合探頭包括射頻天線(xiàn)，所述射頻天線(xiàn)用于發(fā)出所述射頻信號(hào)以及接收非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)激發(fā)的諧波或組合波信號(hào)。[0008]可選地，所述低頻發(fā)射單元根據(jù)所述低頻信號(hào)源的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出低頻信號(hào)，所述低頻信號(hào)經(jīng)過(guò)功放后由所述組合探頭中的低頻線(xiàn)圈發(fā)出。
[0009]可選地，所述信號(hào)處理及控制單元按時(shí)序分別控制所述高頻信號(hào)源及所述低頻信號(hào)源，使系統(tǒng)處于分時(shí)工作狀態(tài)。
[0010]可選地，所述信號(hào)處理及控制單元包括報(bào)警判斷模塊，接收來(lái)自所述中頻檢波單元以及所述采樣單元的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的不同組合決定是否通過(guò)所述報(bào)警輸出模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0011]本發(fā)明的工作原理為:
[0012]當(dāng)電磁波入射到任意一個(gè)非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)上以后，非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)會(huì)激發(fā)再輻射信號(hào)，如入射信號(hào)為單一頻率信號(hào)，非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)的再輻射信號(hào)為高次諧波，如入射信號(hào)為不同頻率的信號(hào)，非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)的再輻射信號(hào)為入射信號(hào)的組合波?；诖嗽?，當(dāng)本發(fā)明射頻發(fā)射單元發(fā)出射頻信號(hào)照射到目標(biāo)后，可根據(jù)目標(biāo)再輻射的信號(hào)判定目標(biāo)的非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)特性。
[0013]金屬探測(cè)技術(shù)基于電磁感應(yīng)定律，當(dāng)金屬導(dǎo)體穿越一個(gè)交變磁場(chǎng)(一次場(chǎng))時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用使導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生與交變磁場(chǎng)頻率相同的二次感應(yīng)電流(二次場(chǎng))。利用接收線(xiàn)圈接收二次場(chǎng)或一次場(chǎng)與二次場(chǎng)的總合場(chǎng)并得出相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值，就可與通過(guò)對(duì)二次場(chǎng)或總合場(chǎng)變化規(guī)律的分析，達(dá)到探測(cè)金屬導(dǎo)體的目的。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1.采用了非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)探測(cè)與金屬探測(cè)相結(jié)合的方案，可直觀(guān)地判別出目標(biāo)的特性，有利于對(duì)目標(biāo)的識(shí)別，解決了以往單一手段探測(cè)技術(shù)對(duì)目標(biāo)特性判別能力的不足。
[0016]2.高頻信號(hào)源、射頻發(fā)射單元、第一濾波器組合、本振單元、混頻單元、第二濾波器組合、中頻檢波單元、面板控制模塊、報(bào)警輸出模塊、采樣單元、放大單元、低通濾波器、相位檢波器、低頻信號(hào)源、低頻發(fā)射單元、前置放大器等器件均有成熟電路，實(shí)現(xiàn)較為方便。
[0017]3.信號(hào)處理及控制單元采用完善的計(jì)算機(jī)及信號(hào)處理方案，可由用戶(hù)設(shè)置不同的工作模式，并具備學(xué)習(xí)功能，可很好的適應(yīng)各種工作環(huán)境。
[0018]4.本發(fā)明采用分時(shí)工作的方法，很好的解決了系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的問(wèn)題。
[0019]綜上所述，本發(fā)明的復(fù)合探測(cè)裝置通過(guò)非線(xiàn)性目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)與金屬探測(cè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，可用于對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行非接觸式探測(cè)，能發(fā)現(xiàn)金屬目標(biāo)及非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)目標(biāo)，并具有分辨兩種目標(biāo)的能力。本發(fā)明適用于機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、會(huì)議場(chǎng)所等場(chǎng)合的安防檢查，也可用于公安、國(guó)家安全等單位對(duì)外交、保密等特殊場(chǎng)所的技術(shù)檢查。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中:
[0021]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類(lèi)似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置的原理框圖。如圖1所示，該金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置可以包括:高頻信號(hào)源1、射頻發(fā)射單元2、第一濾波器組合3、本振單元4、混頻單元5、第二濾波器組合6、中頻檢波單元7、面板控制模塊8、報(bào)警輸出模塊9、信號(hào)處理及控制單元10、采樣單元11、放大單元12、低通濾波器13、相位檢波器14、低頻信號(hào)源15、低頻發(fā)射單元16、前置放大器17以及組合探頭18。
[0024]其中，高頻信號(hào)源I的出端I與射頻發(fā)射單元2入端I相連，射頻發(fā)射單元2的出端2與第一濾波器組合3的入端I相連，第一濾波器組合3的出端2與組合探頭18的入端I相連，高頻信號(hào)源I的出端2與本振單元4的入端I相連，本振單元4的出端2與混頻單元5的入端I相連，混頻單元5的入端2與第二濾波器組合6的出端2相連，第二濾波器組合6的入端I與組合探頭18的出端2相連，混頻單元5的出端3與中頻檢波單元7的入端I相連，中頻檢波單元7的出端2與信號(hào)處理及控制單元10的入端2相連，高頻信號(hào)源I的入端3與信號(hào)處理及控制單元10的出端I相連，信號(hào)處理及控制單元10的出端3與面板控制模塊8的入端I相連，信號(hào)處理及控制單元10的出端4與報(bào)警輸出模塊9的入端I相連，低頻信號(hào)源15的入端I與信號(hào)處理及控制單元10的出端6相連，低頻信號(hào)源15的出端2與低頻發(fā)射單元16的入端I相連，低頻發(fā)射單元16的出端2與組合探頭18的入端3相連，組合探頭18的出端4與前置放大器17的入端2相連，前置放大器17的出端I與相位檢波器14的入端2相連，相位檢波器14的出端I與低通濾波器13的入端2相連，低通濾波器13的出端I與放大單元12的入端2相連，放大單元12的出端I與采樣單元11的入端2相連，采樣單元11的出端I與信號(hào)處理及控制單元10的入端5相連。
[0025]非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)探測(cè)部分:
[0026]高頻信號(hào)源I用于產(chǎn)生射頻發(fā)射單元2、本振單元4的時(shí)鐘信號(hào)。
[0027]射頻發(fā)射單元2根據(jù)高頻信號(hào)源I的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出射頻信號(hào)，射頻信號(hào)的頻率在UHF波段至S波段，經(jīng)第一濾波器組合3后由組合探頭18中的射頻天線(xiàn)發(fā)出。
[0028]組合探頭18中的射頻天線(xiàn)發(fā)出的射頻信號(hào)照射到非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)時(shí)，非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)激發(fā)出諧波或組合波信號(hào)，被組合探頭18中的射頻天線(xiàn)收到后，經(jīng)第二濾波器組合6傳送到混頻單元5。
[0029]本振單元4根據(jù)高頻信號(hào)源I的時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生本振信號(hào)，傳送到混頻單元5，混頻單元5將本振信號(hào)與非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)激發(fā)出諧波或組合波信號(hào)混頻后產(chǎn)生中頻信號(hào)，傳送到中頻檢波單元7。中頻檢波單元7將中頻信號(hào)放大、檢波后得到目標(biāo)非線(xiàn)性結(jié)特性強(qiáng)度信號(hào)，并將此信號(hào)送到信號(hào)處理及控制單元10。
[0030]金屬探測(cè)部分:
[0031]低頻信號(hào)源15用于產(chǎn)生低頻發(fā)射單元16的時(shí)鐘信號(hào)。
[0032]低頻發(fā)射單元16根據(jù)低頻信號(hào)源15的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出低頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)功放后由組合探頭18中的低頻線(xiàn)圈發(fā)出。
[0033]組合探頭18中的低頻線(xiàn)圈發(fā)出的低頻信號(hào)會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)穿過(guò)金屬目標(biāo)時(shí)，由電磁感應(yīng)的作用使金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，渦流會(huì)產(chǎn)生二次場(chǎng)，被組合探頭18中的低頻接收線(xiàn)圈收到后，送至前置放大器17進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)相位檢波器14檢波，再經(jīng)過(guò)低通濾波器13、放大單元12、采樣單元11，將信號(hào)送到信號(hào)處理及控制單元10。[0034]系統(tǒng)控制部分:
[0035]信號(hào)處理及控制單元10按時(shí)序分別控制高頻信號(hào)源I及低頻信號(hào)源15，使系統(tǒng)處于分時(shí)工作狀態(tài)，解決了非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)探測(cè)部分與金屬探測(cè)部分相互干擾的問(wèn)題。另外，信號(hào)處理及控制單元10包括報(bào)警判斷模塊(19)，接收來(lái)自非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)探測(cè)部分以及金屬探測(cè)部分的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的不同組合決定是否通過(guò)報(bào)警輸出模塊9發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0036]用戶(hù)可根據(jù)需要通過(guò)面板控制模塊8對(duì)本發(fā)明的各項(xiàng)功能進(jìn)行設(shè)置，使本發(fā)明具有各種環(huán)境的適應(yīng)能力。
[0037]由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，其產(chǎn)生的效果是明顯的:
[0038]1.采用了非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)探測(cè)與金屬探測(cè)相結(jié)合的方案，可直觀(guān)地判別出目標(biāo)的特性，有利于對(duì)目標(biāo)的識(shí)別，解決了以往單一手段探測(cè)技術(shù)對(duì)目標(biāo)特性判別能力的不足。
[0039]2.高頻信號(hào)源、射頻發(fā)射單元、第一濾波器組合、本振單元、混頻單元、第二濾波器組合、中頻檢波單元、面板控制模塊、報(bào)警輸出模塊、采樣單元、放大單元、低通濾波器、相位檢波器、低頻信號(hào)源、低頻發(fā)射單元、前置放大器等器件均有成熟電路，實(shí)現(xiàn)較為方便。
[0040]3.信號(hào)處理及控制單元采用完善的計(jì)算機(jī)及信號(hào)處理方案，可由用戶(hù)設(shè)置不同的工作模式，并具備學(xué)習(xí)功能，可很好的適應(yīng)各種工作環(huán)境。
[0041]4.本發(fā)明采用分時(shí)工作的方法，很好的解決了系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的問(wèn)題。
[0042]綜上所述，本發(fā)明的復(fù)合探測(cè)裝置通過(guò)非線(xiàn)性目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)與金屬探測(cè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，可用于對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行非接觸式探測(cè)，能發(fā)現(xiàn)金屬目標(biāo)及非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)目標(biāo)，并具有分辨兩種目標(biāo)的能力。本發(fā)明適用于機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、會(huì)議場(chǎng)所等場(chǎng)合的安防檢查，也可用于公安、國(guó)家安全等單位對(duì)外交、保密等特殊場(chǎng)所的技術(shù)檢查。
[0043]本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬與非線(xiàn)性目標(biāo)復(fù)合探測(cè)裝置，包括:高頻信號(hào)源(I)、射頻發(fā)射單元(2)、第一濾波器組合(3)、本振單元(4)、混頻單元(5)、第二濾波器組合(6)、中頻檢波單元(7)、面板控制模塊(8)、報(bào)警輸出模塊(9)、信號(hào)處理及控制單元(10)、采樣單元(11)、放大單元(12)、低通濾波器(13)、相位檢波器(14)、低頻信號(hào)源(15)、低頻發(fā)射單元(16)、前置放大器(17)以及組合探頭(18)； 其中，所述高頻信號(hào)源(I)的出端I與所述射頻發(fā)射單元(2)入端I相連，所述射頻發(fā)射單元(2)的出端2與所述第一濾波器組合(3)的入端I相連，所述第一濾波器組合(3)的出端2與所述組合探頭(18)的入端I相連，所述高頻信號(hào)源(I)的出端2與所述本振單元(4)的入端I相連,所述本振單元(4)的出端2與所述混頻單元(5)的入端I相連,所述混頻單元(5)的入端2與所述第二濾波器組合(6)的出端2相連，所述第二濾波器組合(6)的入端I與所述組合探頭(18)的出端2相連，所述混頻單元(5)的出端3與所述中頻檢波單元(7)的入端I相連，所述中頻檢波單元(7)的出端2與所述信號(hào)處理及控制單元(10)的入端2相連，所述高頻信號(hào)源(I)的入端3與所述信號(hào)處理及控制單元(10)的出端I相連，所述信號(hào)處理及控制單元(10)的出端3與所述面板控制模塊(8)的入端I相連，所述信號(hào)處理及控制單元(10)的出端4與所述報(bào)警輸出模塊(9)的入端I相連，所述低頻信號(hào)源(15)的入端I與所述信號(hào)處理及控制單元(10)的出端6相連，所述低頻信號(hào)源(15)的出端2與所述低頻發(fā)射單元(16)的入端I相連，所述低頻發(fā)射單元(16)的出端2與所述組合探頭(18)的入端3相連，所述組合探頭(18)的出端4與所述前置放大器(17)的入端2相連，所述前置放大器(17)的出端I與所述相位檢波器(14)的入端2相連，所述相位檢波器(14)的出端I與所述低通濾波器(13)的入端2相連，所述低通濾波器(13)的出端I與所述放大單元(12)的入端2相連,所述放大單元(12)的出端I與所述采樣單元(11)的入端2相連，所述采樣單元(11)的出端I與所述信號(hào)處理及控制單元(10)的入端5相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合探測(cè)裝置，其特征在于，所述射頻發(fā)射單元(2)根據(jù)所述高頻信號(hào)源(I)的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出射頻信號(hào)，所述射頻信號(hào)的頻率在UHF波段至S波段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合探`測(cè)裝置，其特征在于，所述組合探頭(18)包括射頻天線(xiàn)，所述射頻天線(xiàn)用于發(fā)出所述射頻信號(hào)以及接收非線(xiàn)性結(jié)點(diǎn)激發(fā)的諧波或組合波信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合探測(cè)裝置，其特征在于，所述低頻發(fā)射單元(16)根據(jù)所述低頻信號(hào)源(15)的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出低頻信號(hào)，所述低頻信號(hào)經(jīng)過(guò)功放后由所述組合探頭(18)中的低頻線(xiàn)圈發(fā)出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合探測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理及控制單元(10)按時(shí)序分別控制所述高頻信號(hào)源(I)及所述低頻信號(hào)源(15)，使系統(tǒng)處于分時(shí)工作狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合探測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理及控制單元(10)包括報(bào)警判斷模塊(19)，接收來(lái)自所述中頻檢波單元(7)以及所述采樣單元(11)的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的不同組合決定是否通過(guò)所述報(bào)警輸出模塊(9)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01V3/11GK103869306SQ201210536389
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月12日
【發(fā)明者】張文濟(jì), 紀(jì)晨華, 孫緒仁 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十研究所