高分辨率高信噪比的脉冲压缩测距法<%=id%>

所属分类：	测量测试	项目来源：	自创
技术持有方姓名：	上海技术交易所	所在地域：	上海
是否中介：	否	是否重点项目：	否
技术简介：	本发明方法是一种能消除常规法缺点的新的脉冲压缩测距法。脉冲压缩测距法是在发送端使用可压缩的长信号作为探测信号 x(t)，在接收端将收到os信号，通过一参考信号为s(t)的相关处理器作为压缩器，将x(t)压缩成窄脉冲c(t)等价地激励被测空间，此要求压缩信号c(t)窄且无旁瓣。使用扫频信号（又称鸟声信号）作为探测信号I(t)及其匹配滤波器（即s(t)=x(t)的相关处理器）作为压缩器的常规脉冲压缩测距法，具有很多固有缺点，本技术指出这些缺点的根源在于扫频信号的压缩信号c(t)含有旁瓣以及c(t)的面积基本上等于零（作者称它为c(t)的零面积问题，它是由于扫频信号的低端频率不可能扫到零的结果），c(t)的零面积问题，说明c(t)中的主瓣与旁瓣的面积总和基本上等于零，从而使c(t)中不仅必有旁瓣，而且必有与主瓣极性相反的凸出旁瓣，另外，使用匹配滤波器作为压缩器将在c(t)中产生相关旁瓣，c(t)的零面积问题与旁瓣问题，除了产生相关扰外，还使得有用输出信号E(t)的强度减小（由于极性相反的旁瓣），从而使输出的信噪比（SNR）降低，而且这种减小和降低随着分辨的提高愈趋严重，因而使用扫频信号的常规法无法获得高分辨和高信噪比的探测结果。为了消除上述缺点必须消除c(t)的零面积问题，同时还使用匹配滤波器作为压缩器。本发明方法使用了与常规法不同的x(t)与s(t) 。本方法是用一单周期（+1，-1）m—序列对非振荡性的低通窄脉冲p(t)作极性控制形成的脉冲串作为探测信号x(t)，且用以该（+1，-1）m—序列的周期性重复为参考信号s(t)的互相关处理器作为压缩器的脉冲压缩法，按m —序列的性质，由上述x(t)与s(t)所得到的压缩信号c(t)=LP(t)（L是m—序列在一个周期中的冲击数），基于p(t)是低通，它的面积不等于零（从而c(t)=Lp(t)也是低通，C/Q的面积也不等于零）以及s(t)是周期性重复的（s(t)≠λ(t)）可消除c(t)的零面积问题和旁瓣问题，因而可消除扫频信号的常规法所存在的缺点。本发明方法又具有使用有色背景噪声最小化以及能减小所需发送换能器的功率这两个有用的特性。本发明方法的高分辨率及高SNR性能已经用计算机仿真计算验证，并在二个油田进行了野外试验证明本方法是实际可行的，野外试验的实例证明，与扫频信号的常规法比较，本发明方法分辨可改善5倍（主要受换能器的限制），SNR的改善超过20dB，同时探测深度可增加约4.5倍。值得指出的是，在本专利末发表以前已有许多人企图使用m—序列作为探测信号，但是均末得到成功，这是因为他们不知道常规法缺点的根源何在，他们虽然使用了m—序列，但是他们的c(t)是带通而非低通，他们的s(t)是x(t)的简单重复（匹配滤波器），因此他们得到的c(t)不可避免地有零面积问题和旁瓣问题，从而他们的方法不可避免地具有与常规相同的缺点。应用领域：本发明可广泛应用于地震法地球物理勘探（例如石油勘探），也可用于利用声波的测距，包括生物医疗探测及种种无损探伤等方面，以及其它利用回波测距的场合包括深层地壳运动的监视如地震检测。

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