宽带参量阵在浅地层剖面测量中的应用

摘要

为了提高宽带参量阵的探测精度,提出参量阵浅地层剖面仪的系统设计.以换能器阵列作为声发射装置,相较单个换能器能显著提高声源的指向性,有效抑制旁瓣.利用参量阵的非线性自解调模型,对比分析线性调频信号自解调前、后的波形与频谱变化,分析得出自解调信号的频宽扩展为原信号的2倍,且带宽内信号幅值满足每倍频程12 dB的增长态势.据此设计改进匹配滤波器来进行脉冲压缩,并通过频谱修正来抑制频谱变化.仿真结果表明,该宽带参量阵的换能器阵列具有较好的指向性,根据自解调信号和原频信号同指向性的原理,保证自解调信号的高指向性.提出的改进脉冲压缩技术能进一步提高探测分辨率,通过选择合适的调频范围,距离分辨率可以达到7.5 cm,可以实现高精度的海底地层探测.