[发明专利]高分辨率高信噪比的脉冲压缩测距法

权利要求书

1.一种使用特定的有限长可压缩信号(x(t))作为探测信号，以及使用特定的参考信号(s(t))的互相关器作为处理器的高分辩率、高信噪比脉冲压缩测距法，所述的脉冲压缩测距法是在发送点将所述特定的可压缩探测信号(x(t))经过线性换能器将电信号转换成力学信号激励被测空间，在被测空间经过多条未知路径到达接收点，在接收点再由接收换能器将力学信号转换成电信号，当x(t)从发射点到接收点所经过的空间的单位脉冲响应函数用r_o’(t)表示时，则在接收点可接收到有用信号(y(t))，且y(t)＝x(t)*r_o’(t)，将y(t)及其加性噪声(n_i(t))与所述特定的参考信号(s(t))进行互相关处理，将x(t)压缩成窄脉冲c(t)，当r_o’(t)可认为是线性的情况下，经相关处理后可获得有用输出信号(z(t))，且z(t)＝y(t)s(t)＝x(t)*r_o’(t)s(t)＝x(t)s(t)*r_o’(t)＝e(t)*r_o’(t)，及输出噪声(n_o(t))，且n_o(t)＝n_i(t)s(t)，其中e(t)＝x(t)s(t)称为等价激励信号，当x(t)是一可压缩信号时，e(t)有一窄的核心部分，即是x(t)的压缩信号(c(t))，c(t)也是e(t)的能量集中所在部分，故可用c(t)代替e(t)，从而有z(t)＝c(t)*r_o’(t)及c(t)＝x(t)s(t)，

所述处理后的有用输出z(t)表明了反射波记录的信息，从反射波记录z(t)可得知各反射波到达接收点的时间，与发送点激发时间作比较即可得各反射波从发射点到达接收点的时间间隔，此时间间隔代表了距离，因为波速可认为是已知的，因此从反射波记录z(t)可估计各反射界面的深度等参数，为了得到高分辩率、高信噪比的反射波记录z(t)，要c(t)窄且没有旁瓣，

本方法的技术特征在于：

(a)所述的探测信号(x(t))是一种用低通脉冲子波元素(p(t))与单周期m-序列结合构成的可压缩电信号，

(b)所述的特定的参考信号(s(t))是用以构成x(t)的单周期m-序列的周期性重复。

2.如权利要求1所述的方法，其技术特征在于，可压缩探测信号(x(t))可为由{+1，-1}中的元素所组成的单周期m-序列对所述低通脉冲(p(t))依次序作极性控制所形成的脉冲串，探测信号(x(t))在时间上的长度即是该m-序列的周期(T)，令m-序列的阶数为正整数n，且冲击时间间隔为t_o，则在一周期内的冲击个数为L＝2ⁿ-1，周期长为T＝Lt_o。

3.如权利要求2所述的探测方法，其技术特征在于，所述相关处理器的参考信号(s(t))是一个抽样序列，它在名义上为无穷长，由{+1，-1}中的元素组成，是用以形成所述探测信号(x(t))的单周期m-序列的周期性重复，这种参考信号可称为参考m-序列，这种周期性重复的参考m-序列与所述x(t)相关所得到的e(t)的核心部分c(t)＝Lp(t)，且可消除c(t)中的旁瓣。

4.如权利要求2所述的方法，其技术特征在于，其中所述探测信号x(t)所包含的所述低通子波元素p(t)是一低通窄脉冲，因而p(t)的面积一定大于0从而c(t)＝Lp(t)的面积也一定大于0，因此可消除c(t)的零面积问题及其所带来的缺点。

5.如权利要求4所述的探测方法，其特征在于，其中低通窄脉冲(p(t))的波形为非振荡性的，使在p(t)的面积中消除了正负面积相互抵消的性质，从而使在等价激励信号(e(t))的核心部分c(t)的面积中也消除了正负面积相互抵消的性质，并消除了c(t)因p(t)波形的振荡性而带来的旁瓣。

6.如权利要求3所述的探测方法，其技术特征在于，其中所述参考m-序列的元素，在数值上或为+1或为-1，从而使所述相关运算中的乘法运算退化为按参考m-序列的元素的取值对接收信号(y(t)+n_i(t))的值赋以正号或负号，大大节省了乘法运算时间。