[发明专利]基于核四极矩共振的爆炸物和毒品检测系统

摘要

本发明涉及基于核四极矩共振的爆炸物和毒品检测系统，包括数字控制系统，其输出端与功率放大系统的输入端相连，功率放大系统的输出端与天线系统的输入端相连，天线系统的输出端与模拟信号调理系统的输入端相连，模拟信号调理系统的输入输出端与数字控制系统的输入输出端相连，数字控制系统的输出端与天线系统的输入端相连。本发明数字控制系统发出射频脉冲信号，经功率放大系统放大后，由天线系统辐射待检测物质，若与待检测物质的核四极矩共振频率一致，则引起爆炸物和毒品共振，再由天线系统将接收的爆炸物和毒品共振信号传输至模拟信号调理系统，后由数字控制系统进行匹配分析处理，误报率低。

主权项

一种基于核四极矩共振的爆炸物和毒品检测系统，其特征在于：包括数字控制系统、功率放大系统、天线系统和模拟信号调理系统，数字控制系统的输出端与功率放大系统的输入端相连，功率放大系统的输出端与天线系统的输入端相连，天线系统的输出端通过模拟信号调理系统与数字控制系统的输入端相连；在检测时，（1）系统时序控制模块发出启动信号b，结束时，数字信号处理模块进入工作状态，向第一信号发生模块发出NQR激励频率的控制字；经过时间t1后，系统时序控制模块向第一信号发生模块、功率放大模块、发射和接收转换模块发出使能信号a，使能信号a在高电平时，第一信号发生模块产生对应频率射频脉冲进入功率放大模块；功率放大模块将射频脉冲放大后进入发射和接收转换模块，发射和接收转换模块将射频脉冲通过阻抗匹配模块传输至宽带天线模块，辐射至样品；（2）宽带天线模块接收信号，信号依次经超低噪声前置放大模块、第一带通滤波模块、混频模块、第二带通滤波模块、中频放大模块处理；第一带通滤波器模块滤除以f1为中心频率带通以外的信号；混频模块将滤波后的信号下变频至f0；第二带通滤波器滤除以f0为中心频率带通以外的信号；滤波放大后的信号传输至数字信号采集模块，采集到的数字信号传输至数字信号处理模块进行处理判定；（3）当待检测物质中有与频率f1相对应的爆炸物和毒品时，数字信号处理模块能够检测出以f1为中心频率的信号，系统报警且显示毒品名称；当待检测物质中没有与该频率相对应的爆炸物和毒品时，数字信号处理模块无法检测出以f1为中心频率的信号；使能信号a低电平时，第一信号发生模块和功率放大模块终止使能，发射和接收转换模块进入接收状态；其中系统时序控制模块通过使能信号a控制第二信号发生模块的信号输出状态；使能信号a为高电平时，第二信号发生模块产生一个频率为f＇且相位和第一信号发生模块相同的信号，最终产生一包络为使能信号a的脉冲调制信号，其中f=f1‑f0；不管有无爆炸物或毒品，经过ts时间段后，进入第二种样品的检测；所述数字控制系统由系统时序控制模块、数字信号处理模块、第一信号发生模块、第二信号发生模块和数字信号采集模块组成；所述功率放大系统采用功率放大模块；所述天线系统由发射和接收转换模块、阻抗匹配模块和宽带天线模块组成；所述模拟信号调理系统由中频放大模块、第二带通滤波模块、混频模块、第一带通滤波模块和超低噪声前置放大模块组成；所述宽带天线模块发射完一种待测样品的功率激励之后，无需改变硬件即可以无延时的发射下一种待检测物的功率激励，大大节省了检测多种样品的调谐时间；能在0.4～6MHz的频率范围内，使宽带天线的等效阻抗等于50欧姆，确保发射天线无反射功率；所述系统时序控制模块的输出端分别与数字信号处理模块、第一信号发生模块、第二信号发生模块、数字信号采集模块、功率放大模块、发射和接收转换模块的输入端相连，系统时序控制模块向第一信号发生模块、功率放大模块、发射和接收转换模块发送使能信号a，系统时序控制模块向数字信号处理模块发送启动信号b，系统时序控制模块向数字信号采集模块、第二信号发生模块发送使能信号c；第二信号发生模块的输出端与混频模块的输入端相连，中频放大模块的输出端与数字信号采集模块的输入端相连，数字信号采集模块的输出端与数字信号处理模块的输入端相连，数字信号处理模块的输出端与第一信号发生模块的输入端相连。