半航空瞬变电磁接收机测试技术研究

发布时间：2017-07-08 18:09

  本文关键词：半航空瞬变电磁接收机测试技术研究

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【摘要】：随着瞬变电磁法在地质探测中的广泛应用,对瞬变电磁仪器的要求也越来越高,而在仪器研制完成后需对仪器的各项性能进行测试,测试的结果将直接影响系统的调试。半航空瞬变电磁信号类似于e指数衰减信号,因此在测试时输入e指数衰减信号的测试效果更佳,而市场上的任意波形发生器产生的信号虽可产生e指数信号,但信号参数的改变较为困难,且无法模拟天电噪声、线圈运动噪声等半航空瞬变电磁法的噪声信号。因此,本文针对半航空瞬变电磁接收机的相关测试方法开展了研究,设计了一种专用测试装置,不但能产生瞬变电磁信号和各种噪声信号,还能将理论信号与接收机采集的信号进行信号对比分析,达到测试接收机的目的。本文依托于国土资源部公益性项目“基于无人机的半航空瞬变电磁勘查技术研究”(项目编号:201311037)。首先介绍了瞬变电磁法的研究背景和瞬变电磁接收机测试技术的研究现状。其次,从理论上分析了瞬变电磁信号产生的原理、瞬变电磁响应的特征及野外实际测试的瞬变电磁信号,建立了瞬变电磁信号的仿真模型;分析了影响半航空瞬变电磁信号的主要噪声(如,天电噪声、线圈运动噪声、无人机电磁干扰等)的特点,并利用MATLAB建立相应的仿真模型,为瞬变电磁专用信号源的研制奠定了理论基础。再次,介绍了DDS原理,提出了基于SOPC的系统设计方案并详细阐述了系统的数模转换模块和电源模块的设计。然后,采用图形化编程语言——LabVIEW开发了上位机测试软件,不仅能进行参数设置及波形显示,而且能对理论信号及实际采集信号进行对比分析,测试接收机信号采集性能。最后,分别对信号源的各项性能进行了测试,并使用该信号源与接收机进行联合测试,通过实验数据对接收机的性能进行评价,为半航空瞬变电磁接收机的测试提供了宝贵的经验。通过这些研究,有利于减少瞬变电磁接收仪器研制过程中的测试成本,对于提高其性能指标具有重要意义。
【关键词】：半航空瞬变电磁 专用测试装置 LabVIEW 信号对比分析
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.1.1 课题的研究背景9
• 1.1.2 课题的研究意义9-10
• 1.2 国内外相关技术研究现状10-14
• 1.2.1 瞬变电磁接收机测试技术10-11
• 1.2.2 信号源研究现状11-13
• 1.2.3 仪器测试软件研究现状13-14
• 1.3 本文研究内容及论文结构14-16
• 1.3.1 本文主要研究内容14-15
• 1.3.2 论文的组织结构15-16
• 第2章 瞬变电磁信号及噪声分析16-31
• 2.1 瞬变电磁信号分析16-18
• 2.2 瞬变电磁噪声分析18-30
• 2.2.1 工频干扰18-19
• 2.2.2 天电噪声19-24
• 2.2.3 微脉动24-26
• 2.2.4 线圈运动噪声26-27
• 2.2.5 无人机电磁干扰27-30
• 2.3 本章总结30-31
• 第3章 系统设计及实现31-42
• 3.1 系统总体设计31
• 3.2 DDS技术31-33
• 3.3 片上系统设计33-38
• 3.3.1 SOPC系统33-35
• 3.3.2 硬件设计35-37
• 3.3.3 软件设计37-38
• 3.4 SOPC外围电路设计38-41
• 3.4.1 DAC模块38-39
• 3.4.2 电源模块39-41
• 3.5 本章总结41-42
• 第4章 测试软件设计与实现42-58
• 4.1 LabVIEW概述42-43
• 4.2 功能分析与系统设计43-44
• 4.3 参数控制及波形显示模块44-46
• 4.4 信号对比分析模块46-53
• 4.4.1 FFT变换46-47
• 4.4.2 互相关函数47-50
• 4.4.3 快速互相关算法实现50-53
• 4.5 数据存储模块53-55
• 4.6 报表生成模块55-57
• 4.7 本章总结57-58
• 第5章 系统测试58-67
• 5.1 测试平台58
• 5.2 专用信号源测试58-63
• 5.2.1 同步信号测试58-59
• 5.2.2 波形信号测试59-63
• 5.3 联合测试63-66
• 5.4 本章总结66-67
• 结论67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 攻读学位期间取得学术成果72

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