[发明专利]一种用于深海采矿混响环境下的超声微地形探测系统

权利要求书

1.一种用于深海采矿混响环境下的超声微地形探测系统，其特在于，包括任意波形发生模块、收发一体式超声探头、信号发射接收转换电路、信号预处理模块、数据采集卡、工控机；

其中，任意波形发生模块、收发一体式超声探头、信号发射接收转换电路、信号预处理模块，数据采集卡、工控机依次电连接；

所述任意波形发生模块，包括任意波形输出板卡及功率放大器，所述任意波形输出板卡用于产生用户所需的任意波形，所述功率放大器用于将所述任意波形输出板卡产生的任意波形进行功率放大并输出至所述收发一体式超声探头，用于驱动所述收发一体式超声探头；

所述收发一体式超声探头进行超声探测波的发射与接收；

所述信号发射接收转换电路用于接收所述收发一体式超声探头的回波信息，并将所接收的回波信息输送至信号预处理模块；

所述信号预处理模块用于抑制发射信号结束后一段时间内接收信号中的混响干扰，并进行接收信号的放大及滤波；

所述数据采集卡由任意波形输出板卡触发，将模拟信号转换成数字信号，送到工控机中进行分析，处理；所述工控机用于显示、保存采集到的信号，通过信号处理算法，根据所接收混响信号计算当前环境下的发射波形，并控制任意波形输出板卡的发射波参数，实现不同混响环境下发射波形的实时计算与探测。

2.根据权利要求1所述的超声微地形探测系统，其特征在于所述任意波形发生模块的任意波形输出板卡具有多路信号输出通道，发射任意波形的同时可触发信息采集卡，其发射波形可以是用于混响环境探测的单频脉冲信号、线性调频信号、正弦调频信号以及它们的各种组合形式，也可以是通过输入函数产生的波形。

3.根据权利要求1所述的超声微地形探测系统，其特征在于，所述信号发射接收转换电路将激励电压较高的发射电路与电压较低的回波信号接收电路进行隔离。

4.根据权利要求1、2或3所述的超声微地形探测系统，其特征在于，所述的信号预处理模块包括时间增益补偿电路、增益控制电路、放大及滤波电路，时间增益补偿电路分别与增益控制电路、放大及滤波电路相连，放大及滤波电路输出端与数据采集卡相连，所述的时间增益补偿电路增益大小随时间增加，可抑制发射信号结束后一段时间内接收信号中的混响干扰。

5.根据权利要求4所述的超声微地形探测系统，其特征在于，所述的增益控制电路输入端为方波信号时，输出端可获得斜坡电压，从而实现增益控制电压随时间增加。

6.根据权利要求4所述的超声微地形探测系统，其特征在于，所述的放大及滤波电路采用多级放大滤波，第一级为低通滤波电路，采用的是二阶低通滤波器，滤波器不进行信号放大，滤波后的信号进行第二、三、四级信号放大，本系统增益带宽积可以达到160MHz，当信号频率为200kHz时，系统可达到的增益为800倍。