數(shù)字式寬頻電磁層析成像系統(tǒng)的研究.pdf

1、電磁層析成像技術(shù)(Electromagnetic Tomography,簡(jiǎn)稱EMT),是20世紀(jì)90年代隨著計(jì)算機(jī)和檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步而出現(xiàn)并發(fā)展起來(lái)的一種過(guò)程層析成像技術(shù)(Progress Tomography,簡(jiǎn)稱PT),它以電磁感應(yīng)為基本原理,通過(guò)獲取反映被測(cè)物場(chǎng)空間電導(dǎo)率r和磁導(dǎo)率m分布信息的邊界測(cè)量值,利用圖像重建算法得到物場(chǎng)空間的分布特性。相對(duì)于其他電學(xué)層析成像技術(shù),電磁層析成像技術(shù)能夠獲得的信息量更大,而且具有非接觸、無(wú)侵

2、害、多點(diǎn)測(cè)量實(shí)時(shí)成像以及無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn),因此受到了人們的廣泛關(guān)注。
　　電磁成像技術(shù)雖然起步較晚,但發(fā)展迅速,國(guó)內(nèi)的一些高校如天津大學(xué)等已經(jīng)開發(fā)出了自己的系統(tǒng)樣機(jī)。然而,目前大多數(shù)的EMT裝置由于設(shè)計(jì)工作頻率低,只能探測(cè)電導(dǎo)率較高的物質(zhì),大大限制了電磁層析成像技術(shù)的應(yīng)用范圍,因此開展寬頻EMT技術(shù)的研究具有很大的實(shí)際意義。
　　鑒于以上問題,本文的主要工作體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
　　第一、針對(duì)高頻信號(hào)易受干擾、傳輸困難的特

3、點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種前端電路板,通過(guò)在靠近高頻信號(hào)源的地方對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的方法,提高了信號(hào)的傳輸質(zhì)量,保證了感應(yīng)信號(hào)的正確采集。
　　第二、在高頻信號(hào)前端板的基礎(chǔ)上,又設(shè)計(jì)了一種高頻信號(hào)采集板,旨在通過(guò)FPGA的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻感應(yīng)信號(hào)的傳輸,并最終完成感應(yīng)信號(hào)的采樣和處理,為圖像重建提供原始數(shù)據(jù)。
　　第三、完成了USB通訊模塊的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了FPGA和上位機(jī)之間數(shù)據(jù)的高速傳輸,保證了成像的正確性和實(shí)時(shí)性。
　　第四、在