[发明专利]一种NQR相控激励脉冲发生器的设计方法

说明书

本发明公开了一种NQR相控激励脉冲发生器的设计方法，属于炸药探测技术领域。所述设计基于LabVIEW和PXI系统实现，所述PXI系统采用任意信号发生器PXI‑5421，所述方法包括：对设备和波形数据初始化，设置输出模式为任意序列，然后配置参数并写入波形数据；配置输出序列属性，使能输出；设置触发模块。本发明基于LabVIEW和PXI任意信号发生器，设计了一种NQR可控相位激励脉冲发生器，意图产生一个微秒级且各参数可控的射频激励脉冲，实现了任意波形信号的产生，灵活切换各脉冲序列，从而实现了对脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲个数和共振频率等脉冲参数的精确优化控制。

技术领域

本发明涉及炸药探测技术领域，特别涉及一种NQR相控激励脉冲发生器的设计方法。

背景技术

常规爆炸物探测方法通常存在缺陷，例如X-射线成像技术大多是探测行李和包裹的密度，要靠操作人员根据经验来判断，无法肯定地告知是否含有爆炸物；NMR探测需要大磁体产生稳定的磁场，不仅费用较高，而且会对探测人员构成严重的辐射威胁等。这是因为它们的检测都基于次要特征，而不是基于爆炸物的本质成分。

NQR(Nuclear Quadrupole Resonace，核四极矩共振)是一种固态射频谱分析技术，可用于检测高危爆炸物与违禁物品。爆炸物中¹⁴N元素含量较高，而¹⁴N元素具有典型的NQR特性，在一定的电磁环境下，不同或相同原子核产生不同的共振频率，通过检测接收到的NQR信号，不仅可以判断其对应哪一种原子核，而且还可以进一步确定是什么物质分子。因此NQR技术具有分辨率高、虚警率低、对物质识别具有唯一性、不存在放射性物质的沾染及隔离等特点。

然而，NQR信号极其微弱(十纳伏量级)，通常背景噪声或器件本身内部热噪声就足以将其淹没，且它还极易受到外界射频的干扰，因此，要实现对NQR信号的探测极为困难。现有技术中，大多数主要从NQR信号处理算法入手，以求检测信噪比的提高，但改善程度受到原始信号信噪比低的限制。

目前使用NQR技术探测炸药成分主要包括黑索金(RDX)、梯恩梯(TNT)、奥克托金(HMA)、太安(PETN)等，由于它们的NQR信号频率不同，在进行探测时，需要采用不同的激励脉冲序列才能得到最佳信噪比。常规方法中通过直流脉冲斩波连续射频波的方式来产生所需的射频(Radio Rrequency，RF)脉冲，该方法存在的问题是RF脉冲具有相位相干性，而每个脉冲激励所产生的NQR信号具有不同的初始相位，需增加相敏检波(Phase-sensitiveDetection，PSD)模块后才能进行后续的信号处理。且目前设置激励脉冲序列参数存在经验性与特定性，在不同探测环境中不具备自动调节激励脉冲序列的功能，因而很难得到最大NQR信号。

另外，NQR激励脉冲发生器的性能指标，包括分辨率、转换时间、频率精度、相位精度、幅值进度、频率步进等，对于NQR信号的强度有显著的影响。过去由于半导体技术尚未成熟，集成电路没有得到发展，大规模的模拟数字电路占据主流，NQR激励脉冲发生器一般由模拟正交调制电路组成，电路集成度低、稳定性较差、精度不高、电路复杂调试起来较为困难。目前，NQR激励脉冲发生器主要采用直接数字频率合成(DDS)技术，其中大部分采用DDS专用芯片，如AD9910、AD9854等，来实现脉冲信号的发生。

然而，采用硬件方式实现的激励脉冲发生器存在仪器功能单一，参数调节不方便，仪器的升级换代困难等缺点，且不具备自动调节激励脉冲序列的功能。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种NQR相控激励脉冲发生器的设计方法，所述设计基于LabVIEW和PXI系统实现，所述PXI系统采用任意信号发生器PXI-5421，所述方法包括：

对设备和波形数据初始化，设置输出模式为任意序列，然后配置参数并写入波形数据；

配置输出序列属性，使能输出；

设置触发模块。