海缆路由及埋深探测的研究与电子系统实现

摘要

海缆已成为现代通信与能量传输的主要载体之一。本文研究海缆路由与埋设深度的探测方案，并设计与实现海缆探测的电子系统。
　　 本文从海缆的探测出发，介绍了国内外采用的各种探测海缆路由与埋深的方法。并选择了电磁探测法作为本文的研究方向。本文建立了海缆的电磁场模型，并在此模型基础上，分析了感应电动势大小与探头距离之间的关系。对电缆中通以固定频率的电流形成的电磁场的感应信号，应用连续傅里叶级数分析，阐述了其在信号恢复中的优越性。还定性和定量的论证了峰值与哑点探测法判断海缆路由的正确性。并进一步的提出了海缆三棒探测模式，可实现同时对海缆的路由与埋深测量。结合理论分析，充分论述了三棒探测模式在水平与坚直设置时的规律。并在此基础上，结合实际操作，详细的阐述了三棒探测模式在其它各种条件下的表现及规律。同时，本文结合路由与三棒探测模式的分析，设计了能准确测量感应电动势的电子系统。通过对探头电子模型的分析，以及应用放大器噪声模型，论述了实现低噪声前级放大电路的各种细节。在此基础上提出了相应的设计方案。通过采用数字信号处理器与快速傅里叶变换，结合低噪声信号放大与高精度采样，实现了海缆路由与埋深的电子测量系统。
　　 经过实地测量实验，充分证实了哑点法与峰值法在实际应用过程判断的正确性。同时也证实了三棒模式的可行性与正确性。