本实用新型属于k波雷达射频前端技术领域，特别提供一种适用于建筑等施工领域可进行小型模块化设计的k波变形雷达监测系统。
背景技术：
我国幅员辽阔，铁路网和公路网四通八达，桥梁隧道众多，对桥梁的变形监测需求迫切，例如，对于特大、特殊和特别重要桥梁结构在常规定期检查的基础上，需定期对桥梁结构加载工况下的实际变形响应进行监测；对于地质灾害多发的桥梁隧道区域，应建立、建全长期变形监测基础大数据，为进一步的决策提供技术支撑。
变形监测的任务是确定在各种荷载和外力作用下，对桥梁变形量的大小以及随时间变化的特性进行测量。变形监测雷达通过发射并接收目标反射电磁波，利用匹配滤波技术和相位差分干涉测量技术可得到雷达波束照射范围内所有目标与电磁波波长相比拟的目标微小形变。变形监测雷达设备具有区域性、全天时、全天候、连续监测、方便携带、安装灵活等优点，并且其非接触式的测量方式可在安全距离内获取被监测区域内多点的亚毫米精度的变形数据，与常规监测手段(全站仪、gps/北斗、位移计、光纤应变计等)相比，在环境适应性、实时性、多点测量能力、动态测量能力、安装部署时间、综合使用成本等方面具有明显优势，是对常规监测手段的有效补充，在桥梁变形检测中得到越来越广泛的应用。然而，现有的k波变形雷达因为射频前端模块体积比较大，依旧不易于携带，且其雷达监测系统往往也需要根据被测对象的特性进行适应性的调节和设计。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
基于此，本实用新型提出了一种k波变形雷达监测系统，该监测系统采用模块化、通用化设计理念，在满足进一步小型化便携性的同时，还能够远程的完成变形监测任务，特别适用于对桥梁结构加载工况下的实际变形响应进行监测。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种k波变形雷达监测系统，包括射频前端模块、与射频前端模块连接的天线模块、与射频前端模块进行通信连接的接口及信号调理板、信号处理板、远程通信模块和直流供电模块，所述射频前端模块包括射频信号源模块和射频功放及接收模块，所述远程通信模块和信号处理板都与所述接口及信号调理板进行连接，所述直流供电模块对所述射频前端模块和所述接口及信号调理板进行直流供电。
进一步的，所述射频前端模块包括ad9910芯片或者ad9954。
进一步的，所述射频功放及接收模块包括ammc-5040芯片。
进一步的，所述射频功放及接收模块包括adf5901芯片和adf5904芯片。
进一步的，所述射频功放及接收模块还包括与adf5901芯片配套工作的adf4159芯片。
进一步的，所述直流供电模块提供12v外部直流电源。
进一步的，所述信号处理板为arm嵌入式板或者dsp嵌入式板。
进一步的，所述远程通信模块能够与外部的远程监控端进行nb-iot、4g和/或5g无线通信。
进一步的，实现nb-iot通信的所述远程通信模块为bc26芯片。
进一步的，实现4g通信的所述远程通信模块为ec100y芯片，实现5g通信的远程通信模块为rg500q芯片。
(三)有益效果
本实用新型与现有技术对比，本实用新型装置具有如下优点：
(1)本实用新型的k波变形雷达监测系统采用模块化、通用化设计理念，使得系统各个模块方便于维修和拆装，且能够实现远程监控。
(2)本实用新型的监测系统由射频信号源模块、射频功放及接收模块组成的小型化的射频前端模块，其采用相互配对的芯片实现了信号的线性连续调节，使得射频前端模块的体积进一步缩小。
(3)本实用新型的监测系统能够有效保证操作人员的人身安全，特别适用于对桥梁结构加载工况下的实际变形响应进行监测。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
图1为本实用新型k波变形雷达监测系统的系统结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本实用新型的k波变形雷达监测系统包括集成化的射频前端模块、与射频前端模块连接的天线模块、与射频前端模块进行通信连接的接口及信号调理板、信号处理板、远程通信模块和直流供电模块，所述射频前端模块包括射频信号源模块和射频功放及接收模块，所述远程通信模块和信号处理板都与所述接口及信号调理板进行通信连接，所述直流供电模块对所述射频前端模块和所述接口及信号调理板进行直流供电。
具体的，上述各个模块的器件选型和能实现的功能如下：
a)射频前端模块：该模块采用集成化设计，包括射频信号源模块和射频功放及接收模块，射频信号源模块能根据远程或者本地发送的控制信号产生高稳定度、高线性度的射频lfm信号，以进行桥梁结构的连续动态变形监测；射频功放及接收模块能完成射频lfm信号功放及回波信号接收。
其中，可优选的，该射频信号源模块包括adi公司的ad9910芯片或者ad9954(dds芯片)，以产生高稳定度、高线性度的射频lfm信号，该射频功放及接收模块包括安华高公司的ammc-5040(功放模块)或adf5901(功放模块)、以及adf5904(接收模块)，以实现频率连续的k波雷达信号功放和接收。
值得一提的是，作为适于汽车和工业传感器应用的24ghzlfmcw雷达收发器芯片组，adf5904搭配配套ic后(发射机adf5901芯片和adf4159pll芯片)使用兼具高性能相位噪声、输出功率和高速斜坡能力，使该器件针对传感器具有更低的噪底性能。该集成式芯片组的高性能特性为雷达系统设计人员提供至少两倍的灵敏度提升，以及多达1.5倍的检测范围提升，而总功耗则大幅降低，从而使小尺寸传感器的性能更为稳定可靠，易于设计。
b)天线模块：完成k波射频信号的收发工作。
c)接口及信号调理板：完成时序控制、信号调理及数据采集等功能；该接口及信号调理板可以通过带有cpld或者fpga的嵌入式板设计实现。
d)信号处理板：完成实时信号处理；该信号处理板可通过arm或者dsp嵌入板实现。
e)远程通信模块：提供远程通讯及控制链路；该远程通信模块可与外部的远程监控端进行nb-iot、4g和/或5g无线通信。其中，实现nb-iot通信的远程通信模块可为bc26芯片，4g通信的远程通信模块可为ec100y芯片，5g通信的远程通信模块可为rg500q芯片。
f)直流供电模块：提供12v外部直流电源，给所述射频前端模块和所述接口及信号调理板进行直流供电。
本实用新型与现有技术对比，本实用新型的监测系统具有如下优点：
(1)本实用新型的k波变形雷达监测系统采用模块化、通用化设计理念，使得系统各个模块方便于维修和拆装，且能够实现远程监控。
(2)本实用新型的监测系统由射频信号源模块、射频功放及接收模块组成的小型化的射频前端模块，其采用相互配对的芯片实现了信号的线性连续调节，使得射频前端模块的体积进一步缩小。
(3)本实用新型的监测系统能够有效保证操作人员的人身安全，特别适用于对桥梁结构加载工况下的实际变形响应进行监测。虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
1.一种k波变形雷达监测系统，其特征在于，包括集成化的射频前端模块、与射频前端模块连接的天线模块、与射频前端模块进行通信连接的接口及信号调理板、信号处理板、远程通信模块和直流供电模块，所述射频前端模块包括射频信号源模块和射频功放及接收模块，所述远程通信模块和信号处理板都与所述接口及信号调理板进行连接，所述直流供电模块对所述射频前端模块和所述接口及信号调理板进行直流供电。
2.根据权利要求1所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，所述射频前端模块包括ad9910芯片或者ad9954。
3.根据权利要求1或2所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，所述射频功放及接收模块包括ammc-5040芯片。
4.根据权利要求1或2所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，所述射频功放及接收模块包括adf5901芯片和adf5904芯片。
5.根据权利要求4所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，所述射频功放及接收模块还包括与adf5901芯片配套工作的adf4159芯片。
6.根据权利要求1所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，所述直流供电模块提供12v外部直流电源。
7.根据权利要求1或5所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，所述信号处理板为arm嵌入式板或者dsp嵌入式板。
8.根据权利要求1所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，所述远程通信模块能够与外部的远程监控端进行nb-iot、4g和/或5g无线通信。
9.根据权利要求8所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，实现nb-iot通信的所述远程通信模块为bc26芯片。
10.根据权利要求8所述的k波变形雷达监测系统，其特征在于，实现4g通信的所述远程通信模块为ec100y芯片，实现5g通信的远程通信模块为rg500q芯片。
技术总结