可控震源中扫描信号的研究与设计

可控震源中的扫描信号发生器位于整个系统的最前端,其性能指标直接影响着由源致干扰引起的谐波畸变,对地震资料质量和分辨率产生较大影响,因此如何提高它的幅值和频率精度成为设计可控震源的一个很重要的课题。本文在DDS（直接数字频率合成器）原理的基础上提出软件DDS的方案,分时利用DSP（数字信号处理器）及数模转换器,模拟DDS芯片进行频率合成,同时对幅值进行精确控制。在此基础上对可控震源中的扫描信号进行研究与设计,并使频率、幅值等关键指标得到较大提升。     

轻便高频可控震源的计算机测控系统

轻便高频可控震源是一种用于工程探测和浅层地震勘探的激震设备，它的主要作用是提供参数得到严格控制的Ｃｈｉｒｐ信号（ＬＦＭ）。围绕信号的产生和参数的控制，本文重点讨论了计算机控制系统的软硬件设计与实现。     

矿井延时震源同步采集装置设计

在矿井地震勘探工程中,炸药震源从通电到爆炸存在一定的时间延迟,这一延迟时间直接影响矿井地震资料处理及勘探成果的准确性。为保证煤矿井下数据采集时间精度,设计了矿井延时震源同步采集装置。当发爆器起爆时,发爆器起爆电雷管发出的高压电流通过电流互感器作用产生感应电流,通过整形电路将感应电流信号转换成矿用节点式地震仪能够识别的电压脉冲信号,同时近场震动拾震器接收炸药延时起爆产生的震动信号并传输给地震采集分站;地震采集分站以震动信号时间和脉冲信号时间作为地震数据同步时间的识别依据,从而获得震源爆炸的精确延迟时间;校正数据采集过程中单炮的延迟时间,可提高地震采集系统的同步精度。结构设计方面,采用穿心式电流互感技术实现了无源电路的设计,有效地解决了爆破母线与同步采集装置连接问题;通过锚杆连接孔将同步采集装置快速安装固定于炮孔附近的锚杆上,既解决了同步采集装置在炮孔附近就近安装的问题,又可方便、快捷、精准地接收近场地震冲击波。测试结果表明,同步采集装置可在10μs内完成触发,触发信号幅度约为2.5V,持续时间约为30ms,性能指标达到了地震波勘探同步采集设备的要求。     

可控震源扫描控制技术研究

轻便浅层地震可控震源是一种用于浅层地震勘探的激震设备,其主要作用是根据参数向地下介质输出严格控制的Chirp信号。文章针对其输出扫描信号的特点和要求,进一步探讨了基于直接数字合成(DDS)的任意波形发生器(AWG)的设计和扫描信号相位实时控制等问题。并将文中所述系统进行了野外对比实验,取得了令人满意的地质效果。     

轻便高频可控震源的计算机测控系统

轻便高频可控震源是一种用于工程探测和浅层地震勘探的激震设备,它的主要作用是提供参数得到严格控制的Chirp信号(LFM).围绕信号的产生和参数的控制,本文重点讨论了计算机控制系统的软硬件设计与实现.     

一种地震波信号检测与处理方法

在分析了微弱信号一般提取方法的基础上,介绍利用人工激震源产生的地震信号在勘测地质结构工程中的处理方法,由于采集的信号很微弱、信噪比很低,可利用信号存储及叠加技术,采用逐次增强信号并提高信号的信噪比的方法,从而提取包含地质结构信息的信号.     

基于SOPC技术的地球物理模拟可控震源研制

选用基于SOPC内核的专用芯片设计了地震物理模拟可控震源硬件平台;设计中,编写了基于Avalon总线接口与寄存器接口文件,应用SOPC Builder完成D/A模块的IP核设计以及系统外设IP核的配置工作,完成了可控震源硬件平台间各个功能模块的逻辑与时序接口控制;从实际测试结果来看,达到了设计的预期目的;该方案的优点在于通过SOPC技术来完成软硬件设计,系统集成度高,硬件平台可移植性好;经过实际应用,满足工程实际需要.     

轻便高频可控震源系统的研制

轻使高频可控震源系统（ＰＨＶＳ）是一种用于浅层地震勘探和振动测试与分析的仪器系统。本文讨论了ＰＨＶＳ的软、硬件设计与实现。     

工程物探仪器新型震源的设计

简述了基于伪随机二进制序列(m序列)的新型震源的设计原理,避免单独设计载波电路,将伪随机码调制信号和载波信号结合起来考虑,利用单片机,结合DDS技术,直接生成了经PSK(相移键控)调制的伪随机扫描信号,基于该原理的伪随机扩频扫描技术在不久的将来将广泛应用于工程物探仪器中.     

KZ-28型可控震源混合隔振仿真研究

KZ-28型可控震源由于仅装备了被动隔振系统,在低频段振动时隔振效果不理想,导致震源输出的波形产生畸变,从而影响地震勘探的质量。为此,需要设计一套混合隔振系统。以该震源的技术参数和工作方式为基础,确定了震源的振动模型为单自由度模型,设计了震源的被动隔振和混合隔振的仿真模型,并使用LabVIEW设计了仿真程序,进行被动隔振和混合隔振的仿真。仿真结果表明:采用被动隔振方式,只有当激振频率高于13 Hz时,隔振效率才能大于95%;采用混合隔振方式,可以实现1~250 Hz频率范围内95%以上的隔振效率,可以解决该震源低频隔振不理想的问题。根据仿真结果得出以下结论:在该震源的新型隔振系统设计中可以采用分频段隔振技术,即在1~17 Hz的低频段采用混合隔振方式,而在17~250 Hz的高频段采用被动隔振方式。     

超声相控阵缺陷检测聚焦技术仿真分析

采用有限元方法对超声相控阵缺陷检测技术进行分析.首先介绍了超声波波束聚焦、偏转的基本原理,然后使用COMSOL有限元分析软件以及Matlab仿真程序对超声相控阵缺陷检测技术进行建模,在该模型的基础上分析了超声相控阵延时聚焦技术的实现过程与方法.在仿真过程中,通过改变阵元参数,研究其对于超声相控阵缺陷检测信号的影响,并结合物理实验进行了验证.分析结果表明,超声相控阵的延时聚焦技术减小了发射波的波幅宽度,提高了缺陷点回波信号的幅值;基于延时聚焦技术的发射信号,其波束指向性图的主波瓣波束较窄,幅值较高,旁瓣幅值降低,提高了图像分辨率以及成像质量.     

MIMO雷达技术综述

多输入多输出（Multiple input multiple output,MIMO）雷达是把无线通信系统中的多个输入和多个输出技术引入到雷达领域,并和数字阵列技术相结合而产生的一种新体制雷达。由于采用了波形分集技术,MIMO雷达拥有许多传统相控阵雷达所无法比拟的优越性。本文对MIMO雷达进行了评述。首先对MIMO雷达的概念和原理进行了说明,并指出其同相控阵雷达的关系;然后对MIMO雷达的特点进行了分析,并据此给出MIMO雷达相对传统相控阵雷达存在的优势和缺点;最后结合MIMO雷达的特点和优势,给出MIMO雷达的几种潜在应用。     

宽带相控阵雷达高性能信号处理系统

宽带相控阵雷达的信号处理系统必须能在恶劣环境下快速处理超大带宽数据。为此,提出一种基于VPX总线标准的高性能信号处理系统。利用多种高速串行通信协议实现数据的灵活传输,采用现场可编程门阵列技术和PowerPC技术相结合的方式进行高性能数据处理。应用结果表明,该系统支持超大带宽和超大功率,可用于苛刻环境下的高速数据传输。     

基于DSP和FPGA的超声相控阵信号收发卡设计

超声相控阵收发卡在超声发射时产生具有特定延迟的一组信号激发超声换能器上的各个阵元,产生可控的空间超声波声场;信号接收时进行多路回声信号的处理,通过多波束合成算法对超声声场进行空间滤波处理得到具有空间指向性的回波信号,基于DSP和FPGA设计了相控阵信号收发卡,可进行8路信号的接收和发射控制,配合外部多路D/A、A/D卡可对8阵元超声相控阵换能器进行激发和接收控制.     

相控阵雷达系统的仿真

雷达的数字仿真及雷达仿真库的建立已经成为近年来雷达领域研究的热点。本文主要进行相控阵雷达系统的仿真研究。首先根据相控阵雷达的组成和原理,建立相控阵雷达的仿真模型与数学模型。然后选择Simulink作为仿真平台,对相控阵雷达系统进行仿真与研究。仿真的模块主要有天线模块、信号环境模块、信号处理模块以及GUI人机交互界面模块。最终在Simulink库中生成自己的雷达子库,形成相控阵雷达系统,为后续相控阵雷达的研究奠定基础。     

基于超声相控阵的飞机蒙皮检测技术研究

根据飞机蒙皮的结构特性及飞机的工作环境,分析了飞机蒙皮中常见的缺陷及损伤类型,对其相关的无损检测技术进行了研究。通过对几种常见的检测方法优劣性的分析,提出一种基于超声相控阵技术的飞机蒙皮检测方法,并对相控阵换能器的辐射声场进行计算仿真,分析了检测中的声场特性。最后,对飞机蒙皮试块进行检测试验,验证了超声相控阵技术在新型复合材料检测中的优势,应用于飞机蒙皮的检测有较好的发展前景。     

分形理论在近表面缺陷超声A扫检测中的应用

针对超声相控阵无损检测(NDT)中近表面缺陷识别困难的问题,提出一种基于分形理论的近表面缺陷智能识别方法。运用基于线性插值的盒计数维数算法,计算140组超声A扫(A-Scan)信号的盒计数维数,并运用统计的方法详细分析其分布情况。实验结果表明超声A-scan信号具有分形特性,分形理论可应用于A-Scan信号分析;而且有无缺陷信号的盒维数分布区间差异明显,盒维数可作为A-Scan信号的特征识别近表面缺陷。在超声相控阵自动化检测中,运用分形理论能提高近表面缺陷的检出率,减少人为因素引起的漏检。     

线形超声相控阵换能器的阵列设计

超声相控阵检测技术是利用脉冲反射法对被检构件中是否存在缺陷(如裂纹、夹杂、气孔等)进行无损检测,阵列换能器是该检测技术中实现电-声转换的传感器件,其声场特性是能否获得并有效利用被检测部位或区域回波信息的决定因素,也是设计换能器阵的主要依据。从平面矩形活塞阵元的辐射声场出发,利用简便算法对阵元辐射声场、一维线阵辐射声场进行了仿真模拟,分析了影响阵列换能器性能的几个主要因素,提供了阵列换能器的设计思路,并对采用相控阵超声换能器与常规超声换能器探测人工缺陷时的扫查波形进行了比较。     

大阵元超声相控阵多组扫查系统研究

大阵元超声相控阵多组扫查系统,可提供更好的扫查灵活性、图像对比度,增加聚焦法则多样性并实现分布式 扫查。为在资源有限的条件下提高资源利用率,保证实时性,实现分布式扫查,需要研究系统资源复用以及数据处理协同调度,减少仪器硬件开销和避免信号处理混叠冲突,提高仪器性能。因此重点研究大阵元超声相控阵多组扫查系统中多组延时聚焦、多组同构流水信号处理、异构分层多DAG(有向无环图)信号处理等方面调度理论方法与关键技术,并应用于大阵元超声相控阵多组扫查仪器研制。