[发明专利]Gauss-Rees参量超宽带系统

说明书

优先权声明

本专利申请是系列申请的一部分，要求同一申请人2003年11月25日提交的U.S.专利申请序列号No.10/722,648的优先权，并在此引入以供参考，其要求2002年11月27日提交的U.S.序列号60/429,763的优先权并引入以供参考，以及要求01/22/2002提交的PTO公开文献503900的权益并在此引入。

技术领域

技术领域是取决于实现的装置、使用方法和制造方法，以及由此生产的相应产品，以及数据结构、有形嵌入程序指令的计算机可读介质、制造以及上述的必要媒体，每个属于在下文论述的Guass-Rees参量超宽带系统。

背景技术

为示例说明识别未知物体的挑战，考虑找出大规模破坏的致命材料、爆炸、麻醉，或其它危险、违禁、法律上禁止的物品或任何其它指定的材料的任务。考虑当隐藏在一些容器中时，找出这种物体的更具体挑战。一种已知方法，车辆和容器检查系统(VACIS，Vehicle andContainer Inspection System)包含当扫描车辆或车辆上的容器时，腾空车辆以撤走人员以保护人员免受穿透车辆或容器壁过程中涉及的有害电离辐射-例如X射线、伽马射线、热或快脉冲中子的伤害。努力扩展即使非侵入的这种有问题形式-遥感，即有效扫描700英尺长货物容器船上的容器是庞大的任务。当它正充分距离它的目的地港口航行时期望拦截这种船只时，这一任务甚至更多如此使人胆怯。此外，与保护船员避免暴露于电离辐射有关的所有问题已经不是任何简单解决方案能够解决的问题。即使如此，检测低原子序数材料的方法的有效性值得怀疑。另外，任何这些方法必定受价格调节。按照老的格言“恰似试图海底捞针”。

超宽带(UWB)雷达已经被建议为可能的解决方案。不幸的是，其仅仅检查货物形态的能力通常包含检查许多容器货物的“图像”，而没有提供某些形式的飞机场行李探询的3维层析成像的优点。同时，UWB雷达由于导电材料中的“趋肤效应”电流而具有严重的损耗，-UWB仅能穿透壁和其它物体的非金属部分，很显然，这是一种局限，也困扰其用于地面穿透。

其它方法，诸如金属检测器在其能检测的金属方面也非常有限。其它方法实际上是不切实际的。当然，不能将进入国家的任何东西都经过色谱分析，例如，色谱分析用在搜索“脏弹”的成分中。

只要说用于识别物体，特别是以一种方式或另一种方式隐藏的物体的需要如此重大以致涉及国家安全问题就足够了。尽管许多人已经尝试找出满足这种需要的方法，但还没有完全的成功。

发明内容

最重要的是，认为实施例能适合于解决这些问题。更具体地说，实施例涉及发现一种在此被称为Gauss-Rees波形的新波形，在下文将更全面地论述。

然而，通常Gauss-Rees波形能用来便于非线性声波(NLS，Non-Linear Sonic)方法，依赖于非线性声学物理的某些方面。由Gauss-Rees波形便于偏转到非线性声学是线性(所谓“小信号波动”)方法的进步，至少由于发现当压力波动感应的应力增加时，声音传播介质的弹性散射属性变化。注意，材料(诸如空气)中的声速取决于材料的体积模量(或其在弹性材料常数方面的等效)和密度之比的平方根。当在其(静态)环境值附近出现明显的压力空间和时间变化时，这两个材料参数均改变。因此，当传播声压波中的“大信号波动”被传送到具有适当非线性声属性的介质中时，这种波的峰值振幅行进要快于其波谷。

根据标记为A，B等等的一些参数，表示该非线性相位波速度相关性。关于所谓的“并项(condensation)”，这些参数在行进波压力波动的幂级数扩展中具有原点，所述“并项”是本地介质密度相对于周围密度的波动除以周围密度所给出的无量纲的量。A系数乘以并项的一次幂是周围条件下的体积模量，以及具有与压力波动相同的量纲单位。B系数乘以并项的二次幂(即平方)并除以因子2，其幂级数分布也表示描述非线性声效应的第一(通常主要)项。高次项进一步描述非线性声学相互作用的属性。

一般来说，B/A比主要描述在透射探询结构的情况下(或在反向散射探询结构的情况下，回调)进入并穿过被采样的任何材料的强压力波的非线性声学相互作用，从而允许材料的非侵入识别。该B/A比将一个非常类似的材料与另一个唯一区分开来，即，基于它们的非线性声学材料属性。