[发明专利]伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法

说明书

本公开提供一种伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法，包括：电源；伪随机码生成单元，用于生成并发出伪随机编码时序逻辑信号；数字逻辑控制单元，与所述伪随机码生成单元相连，用于存储、调用、发出伪随机编码时序逻辑控制信号；驱动单元，用于接收并处理所述数字逻辑控制单元所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号，将其转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号；以及功率逆变电路单元，在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈后生成伪随机编码电流波形，以缓解现有技术中感性负载对码元频率高的伪随机编码会有很强的阻碍作用，发射波形会严重失真等技术问题。

技术领域

本公开涉及电磁技术领域，尤其涉及一种伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法。

背景技术

瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method，简写为TEM)是地球物理科学中应用非常广泛的一种地质结构探测方法，其工作原理是利用发射机在发射天线中产生双极性脉冲电流，激发一次脉冲磁场，在一次磁场间歇期间，测量由地下介质产生的感应电磁场(二次场)随时间的变化场，然后通过对二次场的研究，获得地下物质体的信息。近年来，基于矿产资源勘探应用和能源战略需求，瞬变电磁法得到迅猛发展。

传统的发射电流波形是双极性方波，相较于伪随机编码，双极性方波抗噪性欠佳，所以研制出伪随机编码磁性源瞬变电磁系统将会对噪声有更好的抑制作用。伪随机编码是近年来应用到瞬变电磁领域的一种新的信号形式，具有良好的相关特性，可以有效提高系统信噪比。由于电性源负载为接地长导线，其负载特性偏阻性，伪随机编码信号相对容易产生，因此，目前只有电性源的伪随机编码电磁探测系统，典型代表为MTEM系统(Multi-Transient Electromagnetic，MTEM)，成功应用于海洋电磁探测领域，并取得了很好的探测效果。

磁性源瞬变电磁系统使用的发射天线为不接地回线，不接地回线一般为单匝或多匝回线，具有电感大，电阻小的特点。在发射机输出电流的上升沿或下降沿，由于电感的储能作用，电流并不能立即完成在峰值和最小值之间的转变，而是以指数规律上升或下降，即产生的电流波形不再满足瞬变电磁系统的应用要求。

磁性源瞬变电磁系统需要对电流码元上升沿和下降沿分别作特别的提升处理，对电流波形进行高精度控制才能实现，因此，研究磁性源伪随机编码产生方法与发射技术具有重要意义。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法，以缓解现有技术中感性负载对码元频率高的伪随机编码会有很强的阻碍作用，发射波形会严重失真等技术问题。

(二)技术方案

本公开的一个方面，提供一种伪随机编码磁性源脉冲发射机，包括：

电源；

伪随机码生成单元，用于生成并发出伪随机编码时序逻辑信号；

数字逻辑控制单元，与所述伪随机码生成单元相连，用于存储、调用、发出伪随机编码时序逻辑控制信号；

驱动单元，用于接收并处理所述数字逻辑控制单元所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号，将其转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号；以及

功率逆变电路单元，在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈后生成伪随机编码电流波形。

在本公开实施例中，所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，还包括：

有源钳位电压控制单元，在时序逻辑驱动信号的作用下对所述伪随机编码电流边沿进行快速提升，用于提高所发射的伪随机编码电流波形质量。

在本公开实施例中，所述数字逻辑控制单元包括FPGA。