[發(fā)明專利]一種電磁探測的擴(kuò)頻編碼信號生成方法及其發(fā)生系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710881906.2
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107733547B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張來福;劉國強(qiáng);李士強(qiáng);李艷紅;楊虹;田贇;王志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院;中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號: H04J13/10
• 分類號: H04J13/10;H04J13/00;H04B1/69;G01V3/38;G01V3/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

1.一種用于電磁探測的擴(kuò)頻編碼信號生成方法，其特征在于所述的擴(kuò)頻編碼信號通過以下步驟生成：

(1)選取等碼元、等階數(shù)的具有不同反饋值的兩個(gè)m序列，構(gòu)成m序列優(yōu)選對；

(2)將這兩個(gè)m序列優(yōu)選對逐碼元進(jìn)行模2和操作，構(gòu)成一個(gè)新的序列s1；

(3)選取兩個(gè)周期的新序列構(gòu)成一個(gè)編碼信號s2；

(4)選取一個(gè)與兩個(gè)周期新序列等長度、等碼元的雙極性方波信號，將編碼信號s2與雙極性的方波信號進(jìn)行模2乘操作，得到最終的擴(kuò)頻編碼信號s3；

所述的擴(kuò)頻編碼信號具有如下特征：

(1)所述的擴(kuò)頻編碼信號由兩個(gè)等碼元、等階數(shù)的m序列優(yōu)先對模2和構(gòu)成的新序列與等長度、等碼元的雙極性方波信號進(jìn)行模2乘操作得到的；

(2)所述的擴(kuò)頻編碼信號互相關(guān)函數(shù)的最大值不超過m序列互相關(guān)函數(shù)的最大值；

(3)所述的擴(kuò)頻編碼信號自相關(guān)函數(shù)歸一化為：

式中，R(τ)為所述擴(kuò)頻編碼信號的自相關(guān)函數(shù)，q＝2(2ⁿ-1)，n為擴(kuò)頻編碼序列的階數(shù)；

(4)n階m序列優(yōu)選對采用不同相對移位，能夠構(gòu)成2ⁿ-1個(gè)新序列，最終構(gòu)成的擴(kuò)頻編碼信號也有2ⁿ-1個(gè)；

(5)所述擴(kuò)頻編碼信號的周期是構(gòu)成該擴(kuò)頻編碼信號基礎(chǔ)的m序列周期的2倍；

(6)所述擴(kuò)頻編碼信號頻率中不含有直流分量；

(7)所述擴(kuò)頻編碼信號頻率含量中最低頻率值低于m序列和Gold序列。

2.一種用于如權(quán)利要求1所述的用于電磁探測的擴(kuò)頻編碼信號生成方法的信號發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于：生成所述的擴(kuò)頻編碼信號的系統(tǒng)包括：時(shí)鐘分頻單元(1)、方波信號產(chǎn)生單元(2)、m1序列產(chǎn)生單元(3)，m2序列產(chǎn)生單元(4)，優(yōu)選判斷單元(5)，信號模2和單元(6)，信號模2乘單元(7)，以及擴(kuò)頻編碼信號產(chǎn)生單元(8)；所述的時(shí)鐘分頻單元(1)用于將FPGA的系統(tǒng)工作時(shí)鐘clk進(jìn)行分頻，給方波信號產(chǎn)生單元(2)及m1序列產(chǎn)生單元(3)和m2序列產(chǎn)生單元(4)提供觸發(fā)時(shí)鐘信號；所述的時(shí)鐘分頻單元(1)的輸入端連接FPGA的系統(tǒng)工作時(shí)鐘clk，所述的時(shí)鐘分頻單元(1)的輸出端分別連接方波信號產(chǎn)生單元(2)及m1序列產(chǎn)生單元(3)和m2序列產(chǎn)生單元(4)的輸入端；所述的方波信號產(chǎn)生單元(2)用于產(chǎn)生方波信號，方波信號產(chǎn)生單元(2)的輸入端與時(shí)鐘分頻單元(1)的輸出端相連，方波信號產(chǎn)生單元(2)輸出端與信號模2乘單元(7)的第一個(gè)輸入端相連；所述的m1序列產(chǎn)生單元(3)和m2序列產(chǎn)生單元(4)分別用于產(chǎn)生m序列，產(chǎn)生的兩個(gè)m序列具有等碼元、等階數(shù)和不同反饋值的特點(diǎn)；m1序列產(chǎn)生單元(3)的輸出端分別與優(yōu)選判斷單元(5)的第一個(gè)輸入端及信號模2和單元(6)的第一個(gè)輸入端相連，m2序列產(chǎn)生單元(4)的輸出端分別與優(yōu)選判斷單元(5)的第二個(gè)輸入端及信號模2和單元(6)的第二個(gè)輸入端相連；所述的優(yōu)選判斷單元(5)用于對產(chǎn)生的兩個(gè)m序列進(jìn)行優(yōu)選對判斷，具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；優(yōu)選判斷單元(5)的兩個(gè)輸入端分別與m1序列產(chǎn)生單元(3)和m2序列產(chǎn)生單元(4)的輸出端相連，優(yōu)選判斷單元(5)的輸出端輸出觸發(fā)工作脈沖，與信號模2和單元(6)的第三個(gè)輸入端相連；信號模2和單元(6)具有三個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，三個(gè)輸入端分別與m1序列產(chǎn)生單元(3)、m2序列產(chǎn)生單元(4)和優(yōu)選判斷單元(5)的輸出端相連，信號模2和單元(6)的輸出端與信號模2乘單元(7)的第二個(gè)輸入端相連，當(dāng)信號模2和單元(6)的第三個(gè)輸入端接收到優(yōu)選判斷單元(5)輸出的觸發(fā)工作脈沖信號之后，將信號模2和單元(6)第一個(gè)輸入端和第二個(gè)輸入端輸入的m序列信號進(jìn)行模2和操作，產(chǎn)生的信號經(jīng)其輸出端輸送給信號模2乘單元(7)的輸入端；信號模2乘單元(7)具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，信號模2乘單元(7)輸入端分別與方波信號產(chǎn)生單元(2)和信號模2和單元(6)的輸出端相連，信號模2乘單元(7)輸出端與擴(kuò)頻編碼信號產(chǎn)生單元(8)的輸入端相連；擴(kuò)頻編碼信號產(chǎn)生單元(8)用于將產(chǎn)生的擴(kuò)頻編碼信號進(jìn)行取反和多路擴(kuò)充后作為驅(qū)動信號驅(qū)動擴(kuò)頻編碼系統(tǒng)主電路中的逆變電路工作產(chǎn)生最終的擴(kuò)頻編碼探測激勵(lì)電流，擴(kuò)頻編碼信號產(chǎn)生單元(8)的輸入端與信號模2乘單元(7)的輸出端相連，擴(kuò)頻編碼信號產(chǎn)生單元(8)輸出端則連接擴(kuò)頻編碼系統(tǒng)主電路。