專利名稱：檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用超聲波、電磁波或其它類似原理的檢查裝置，尤其涉及一種采用脈沖壓縮方法進(jìn)行超聲波無損探傷的裝置。
上述這類傳統(tǒng)的檢查裝置，在下列文獻(xiàn)A、B、C中都已作了披露。
文獻(xiàn)AB.B.Lee和E.S.Furgason合著“高速數(shù)字戈萊碼裂縫檢測系統(tǒng)”，發(fā)表于《ProceedingsofIEEEUltrasonicsSymposium》，1981年，第888-891頁。
文獻(xiàn)BB.B.Lee和E.S.Furgason合著“超聲波非破壞性檢查的相關(guān)裂縫檢測系統(tǒng)評(píng)價(jià)”，發(fā)表于《IEEETransactionsonSonicsandUltrasonics》，SU-29卷，第6期，1982年11月，第359-369頁。
文獻(xiàn)CB.B.Lee和E.S.Furgason合著“高速數(shù)字戈萊碼裂縫檢測系統(tǒng)”，發(fā)表于《Ultrasonics》1983年7月，第153-161頁。
現(xiàn)參照
圖1解釋現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)成。
圖1以一張方框圖說明上述文獻(xiàn)C中所介紹的一種利用超聲波的檢查裝置。圖1的檢查裝置包括信號(hào)源1，間接連接至信號(hào)源1的數(shù)字延遲線2，間接連接至信號(hào)源1和數(shù)字延遲線2的雙向轉(zhuǎn)換器3，連接至雙向轉(zhuǎn)換器3的發(fā)射器4，同樣間接連接至信號(hào)源1和數(shù)字延遲線2的雙向轉(zhuǎn)換器5，超聲探頭6，接至超聲探頭6、發(fā)射器4和雙向轉(zhuǎn)換器5的模擬相關(guān)器7，接至模擬相關(guān)器7的顯示器8以及系統(tǒng)控制單元9。
注意，超聲探頭6應(yīng)浸入一個(gè)盛水的容器里，受檢件S應(yīng)放置在盛水的容器中面對(duì)超聲探頭6的位置上。還須注意，模擬相關(guān)器7由接至超聲探頭6和雙向轉(zhuǎn)換器5的乘法器7a以及接至乘法器7a的積分器7b組成。此外，諸如“與非”門一類的邏輯電路介入于信號(hào)源1與雙向轉(zhuǎn)換器3和5之間，以及在數(shù)字延遲線2與雙向轉(zhuǎn)換器3和5之間。系統(tǒng)控制單元?jiǎng)t接至上述有關(guān)組件，以便控制系統(tǒng)。
現(xiàn)參照?qǐng)D2和圖3來解釋圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的工作。
圖2和圖3為兩張波形圖，分別表示由文獻(xiàn)B所述的檢查裝置所提供的發(fā)射信號(hào)和壓縮脈沖信號(hào)。
圖2中，橫坐標(biāo)以“位”單位表示，假定單位時(shí)間對(duì)應(yīng)于“位”的單位，則橫坐標(biāo)的單位即可視為時(shí)間單位。在文獻(xiàn)B中，對(duì)應(yīng)于單位“位”的單位時(shí)間以δ表示。因此，圖2中發(fā)射信號(hào)的脈沖持續(xù)期為63×δ。
發(fā)射信號(hào)由一個(gè)具有基波頻率并通過特定序列對(duì)其幅度編碼的信號(hào)組成。至于幅度的編碼以后再解釋，首先解釋用于編碼的序列。
所用序列是一種長度有限的序列，取自最大長度序列(M序列)的一個(gè)周期，即一種周期長度為63位的周期性序列。
M序列的詳細(xì)描述見Shoukoudo公司1979年6月29日出版的，由HiroshiMiyagawa，YoshihiroIwatare和HidekiImai三人合著的“編碼理論”一書(此書作為本發(fā)明參考文獻(xiàn)D)，第474至499頁。
M序列是一種具有非限定長度的周期性序列，同時(shí)是一種包含兩個(gè)分量的二進(jìn)制序列。這兩種分量可以根據(jù)狀態(tài)以符號(hào)“+”和“-”，數(shù)值+1和-1或數(shù)值1和0來表示。在圖2所示的例子中，有限長度序列用具有63位的周期性長度和非限定的長度的M序列的一個(gè)周期來提供。
以下將介紹利用M序列或有限長度序列的一個(gè)周期對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行編碼。
通過將幅度+1提供給有限長度序列的一個(gè)分量，將幅度-1提供給該序列的另一分量，對(duì)于每個(gè)單位時(shí)間δ的幅度可以按該序列兩種分量先后出現(xiàn)的次序，用相應(yīng)的值±1進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制過的信號(hào)可稱為幅度編碼信號(hào)。
與圖2類似，在圖3中，橫坐標(biāo)以位單位表示，如果將位單位視同為時(shí)間δ的單位，則橫坐標(biāo)的單位即可讀作為時(shí)間。
以壓縮脈沖信號(hào)為例，使用的發(fā)射信號(hào)幅度由長度為64位的有限長度序列來編碼，該序列是通過向具有63位的有限長度序列增加一位而達(dá)到64位的，用它來產(chǎn)生如圖2所示的發(fā)射信號(hào)。因此，該發(fā)射信號(hào)的脈沖持續(xù)期為64×δ。相應(yīng)回波信號(hào)的脈沖持續(xù)期也擁有幾乎相同的長度。
然而，由圖3可見，壓縮脈沖信號(hào)的大多數(shù)能量都集中在圖中橫坐標(biāo)(表示時(shí)間，幾個(gè)位×δ)的中心部分。位于橫坐標(biāo)中心處的信號(hào)部分具有相當(dāng)大的幅度，稱作壓縮脈沖的主瓣。主瓣的脈沖持續(xù)期較短。這意味著與發(fā)射信號(hào)的脈沖持續(xù)期相似的，實(shí)際上均勻分布于一個(gè)長時(shí)期的回波信號(hào)能量，基本上在時(shí)基的一個(gè)點(diǎn)上壓縮。在主瓣兩邊的具有較小的幅度的信號(hào)稱為壓縮脈沖所生成的旁瓣。
注意圖2所示的發(fā)射信號(hào)是由信號(hào)源1產(chǎn)生，并通過數(shù)字延遲線2、雙向轉(zhuǎn)換器3和發(fā)射器4發(fā)出的，超聲探頭6由發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)出一種超聲波。
通過超聲探頭6發(fā)射到容器中水里的超聲波，由受檢件S反射后，重新返回到超聲探頭6。由超聲探頭6接收的回波信號(hào)將送到模擬相關(guān)器7的乘法器7a中。
回波信號(hào)具有與發(fā)射信號(hào)幾乎相同長度的脈寬。尤其是，回波信號(hào)的能量實(shí)際上均勻分布于一個(gè)長時(shí)期內(nèi)，幾乎與發(fā)射信號(hào)的脈寬相應(yīng)(即在圖2例子中約為63×δ，在圖3例子中約為64×δ)。
與上述發(fā)射信號(hào)相同的另一信號(hào)通過數(shù)字延遲線2和雙向轉(zhuǎn)換器5，送到模擬相關(guān)器7的乘法器7a中。模擬相關(guān)器7適合于在回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)之間執(zhí)行相關(guān)的操作。該相關(guān)操作將使原來與發(fā)射信號(hào)相等并在一個(gè)長時(shí)期內(nèi)沿時(shí)基均勻分布的回波信號(hào)能量，實(shí)際上在時(shí)基的一個(gè)點(diǎn)上壓縮。注意通過這種相關(guān)操作獲得的脈沖信號(hào)稱為壓縮脈沖。
模擬相關(guān)器7提供的壓縮脈沖被送到顯示器8，作為最終結(jié)果顯示。
上述傳統(tǒng)檢查裝置的距離分辨率取決于壓縮脈沖主瓣的持續(xù)期(簡稱為壓縮脈沖的脈沖持續(xù)期)。盡管發(fā)射信號(hào)的脈沖持續(xù)期是長的，但壓縮脈沖的脈沖持續(xù)期卻是短的。因此，可以獲得與現(xiàn)有檢查裝置相等的分辨率，這種檢查裝置是以脈沖回波方法為基礎(chǔ)的采用具有短脈沖持續(xù)期的發(fā)射信號(hào)。
另一方面，由于發(fā)射信號(hào)的脈沖持續(xù)期較長，其平均發(fā)射能量也較大，而發(fā)射信號(hào)的平均發(fā)射能量增大，S/N比率(信噪比)也增高。同樣，采用具有短脈沖持續(xù)期的發(fā)射信號(hào)的方法也可獲得如傳統(tǒng)脈沖回波方法所取得的較高的信噪比。
如上所述，利用有限長度序列的現(xiàn)有檢查裝置，其分辨率是最佳的，且可獲得高的信噪比。
當(dāng)然，回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)之間相關(guān)操作的結(jié)果，可用一個(gè)帶τ變量的新函數(shù)表示，其方程式如下∫-∞∞S(t-τ)r(t)dt]]>(1)此處，r(t)和s(t)分別表示回波信號(hào)和發(fā)射信號(hào)。此新函數(shù)稱為相關(guān)函數(shù)，表示上述的壓縮脈沖。如果回波信號(hào)r(t)或發(fā)射信號(hào)s(t)假定在有限時(shí)間范圍內(nèi)取零以外的任何值，在有限時(shí)間范圍外取零值，則以上積分范圍(-∞-∞)可限制在有限時(shí)間范圍內(nèi)。
如上所述，根據(jù)傳統(tǒng)的檢查裝置，回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)之間的相關(guān)操作，是利用模擬相關(guān)器7來執(zhí)行的。然而，由于模擬相關(guān)器7僅包含乘法器7a和積分器7b，故改變方程式(1)中變量τ的操作須另外執(zhí)行。換句話說，將發(fā)射信號(hào)s(t)延遲一個(gè)τ的操作將由數(shù)字延遲線2和系統(tǒng)控制單元9來執(zhí)行，s(t-τ)輸入到乘法器7a，其意義如下。
由于改變方程式(1)中變量τ的操作不只在模擬相關(guān)器7中執(zhí)行，這就意味著就相關(guān)操作而言，模擬相關(guān)器7嚴(yán)格來說不是一個(gè)相關(guān)器。此外，單個(gè)發(fā)射將不能提供壓縮脈沖的波形(相關(guān)函數(shù))。換句話說，就變量τ的某個(gè)固定值而言，由單個(gè)發(fā)射所得到的只不過是壓縮脈沖值。為了獲得完整的壓縮脈沖波形，必須通過對(duì)每次發(fā)射改變變量τ的值，來重復(fù)多次信號(hào)發(fā)射。因此，這要花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間，直至獲得壓縮脈沖的完整波形。
用方程式(1)表示的，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)操作的其它相關(guān)器將參照?qǐng)D4進(jìn)行解釋。
圖4是說明另一種相關(guān)器的方框圖，該相關(guān)器在與本發(fā)明有關(guān)的1-45316號(hào)日本專利申請(qǐng)書中已有披露。
圖4中，相關(guān)器10是由具有多個(gè)輸出頭的延遲線10a，分別連接到延遲線10a的各個(gè)輸出頭的數(shù)個(gè)乘法器10b和連接到這些乘法器10b上的加法器10c組成。
相關(guān)器10利用方程式(1)可作如下轉(zhuǎn)換這一事實(shí)來實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作
∫-∞∞s(t-τ)r(t)dt=∫-∞∞r(nóng)(t+τ)s(t)dt]]>=∫OTr(t+τ)s(t)dt]]>=ΣK=1Kr(kΔt+lΔt)s(kΔt)]]>(2)假定發(fā)射信號(hào)s(t)在o到t的時(shí)間范圍外取零，k和l為整數(shù)，△t為采樣間隔，k為常數(shù)，t＝k△t，τ＝l△t，T＝k△t。
根據(jù)相關(guān)器10，△t表示延遲線10a在相鄰接頭間的延時(shí)量，k表示接總數(shù)。當(dāng)回波信號(hào)r(t)輸入到延遲線10a時(shí)，來自K接頭(k＝1，2，……，K)的輸出將由乘法器10b乘以預(yù)先準(zhǔn)備的權(quán)值s(k△t)。其次，加法器10c將來自各個(gè)乘法器10b的輸出加在一起，總加后的結(jié)果等同于方程式(2)。
按照相關(guān)器10，改變變量τ的操作，相當(dāng)于以順序定時(shí)將回波信號(hào)r(t)輸入到延遲線10a中?；夭ㄐ盘?hào)r(t)實(shí)質(zhì)上以順序定時(shí)從超聲探頭6輸入。同樣，改變變量τ的操作是自動(dòng)執(zhí)行的。換句話說，按照?qǐng)D4所示的相關(guān)器10，壓縮脈沖的時(shí)間波形可以僅由一次發(fā)射而實(shí)時(shí)獲得。
然而，當(dāng)發(fā)射信號(hào)的持續(xù)期，即T變大時(shí)，要求延遲線10a要有更多的接頭，由此也要求更多的乘法器10b。當(dāng)要求更多乘法器10b時(shí)，進(jìn)而要求加法器10c要有更多的輸入端。隨著乘法器10b的數(shù)量和加法器10c的輸入端數(shù)目增加，相關(guān)器10的工作速度降低。而且這種相關(guān)器的成本將更昂貴。
此外，由圖3所見，傳統(tǒng)裝置具有諸如壓縮脈沖旁瓣電位相當(dāng)高的缺點(diǎn)。
因此，如上所述的現(xiàn)有檢查裝置需要花費(fèi)大量時(shí)間以獲得作為最終結(jié)果的壓縮脈沖，同時(shí)，如果試圖通過縮短獲得壓縮脈沖所需的時(shí)間來執(zhí)行實(shí)時(shí)檢測，其工作速度勢必降低，而裝置的成本又更昂貴。
還有一個(gè)問題就是壓縮脈沖旁瓣的電位較高。
本發(fā)明被用來解決上述問題。因此，本發(fā)明的目的是提供一種既廉價(jià)又能提高工作速度的檢查裝置。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是，除了價(jià)廉和具有較高的工作速度等特點(diǎn)之外，還提供一種能獲得旁瓣電位較低，最好為零的壓縮脈沖的檢查裝置。
為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，按照本發(fā)明的檢查裝置配備以下各部分(1)發(fā)射信號(hào)發(fā)生器，適于按第一和第二序列{a}和，產(chǎn)生第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t);以第一基本單元信號(hào)ga(t)和第三序列{p}為基礎(chǔ)，產(chǎn)生第一發(fā)射信號(hào)Sap(t);以第一基本單元信號(hào)ga(t)和第四序列{q}為基礎(chǔ)，產(chǎn)生第二發(fā)射信號(hào)Sap(t);以第二基本單元信號(hào)gb(t)和第三序列{p}為基礎(chǔ)，產(chǎn)生第三發(fā)射信號(hào)Sbp{t};以第二基本單元信號(hào)gb(t)和第四序列{q}為基礎(chǔ)，產(chǎn)生第四發(fā)射信號(hào)Sbq(t)。
(2)發(fā)射器適于將第一、第二、第三和第四發(fā)射信號(hào)所激發(fā)的波發(fā)射到物體。
(3)接收器適于接收由物體反射的第一、第二、第三和第四回波，并提供對(duì)應(yīng)于第一、第二、第三和第四發(fā)射信號(hào)的回波信號(hào)Rap(t)、Raq(t)、Rbp(t)和Rbq(t)。
(4)第一相關(guān)器，適于利用以第一序列{a}為基礎(chǔ)而產(chǎn)生的第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)，使第一和第二回波信號(hào)Rap(t)和Raq(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以及利用以第二序列為基礎(chǔ)而產(chǎn)生的第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)，使第三和第四回波信號(hào)Rbp(t)和Rbq(t)進(jìn)行相關(guān)處理。
(5)第二相關(guān)器，適于利用以第三序列{p}為基礎(chǔ)而產(chǎn)生的第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)，使相應(yīng)于第一和第三回波信號(hào)Rap(t)和Rbp(t)的第一相關(guān)器的輸出進(jìn)行相關(guān)處理，以及利用以第四序列{q}為基礎(chǔ)而產(chǎn)生的第四基準(zhǔn)信號(hào)Uq(t)，使相應(yīng)于第二和第四回波信號(hào)Raq(t)和Rbq(t)的第一相關(guān)器的輸出進(jìn)行相關(guān)處理。以及(6)加法器，適于總加來自第二相關(guān)器的各個(gè)輸出。
圖1是說明按現(xiàn)有技術(shù)形成的檢查裝置方塊圖;
圖2是說明圖1所示的現(xiàn)有檢查裝置的發(fā)射信號(hào)波形圖;
圖3是說明圖1所示的現(xiàn)有檢查裝置所獲得的壓縮脈沖波形圖;
圖4是說明現(xiàn)有檢查裝置中相關(guān)器的方塊圖;
圖5是說明本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的方塊圖;
圖6和圖7是說明第一個(gè)實(shí)施例中第一和第二基本單元信號(hào)的波形圖;
圖8至圖11是說明第一個(gè)實(shí)施例中第一至第四發(fā)射信號(hào)的波形圖;
圖12和圖13是說明第一個(gè)實(shí)施例中第一和第二基本單元壓縮脈沖的波形圖;
圖14至圖17是說明第一個(gè)實(shí)施例中第一相關(guān)器所執(zhí)行的相關(guān)操作結(jié)果;
圖18和圖19是說明第一個(gè)實(shí)施例中第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)的波形圖;
圖20至圖23是說明第一個(gè)實(shí)施例中第一至第四壓縮脈沖的波形圖;
圖24是說明第一個(gè)實(shí)施例中復(fù)合壓縮脈沖的波形圖;
圖25是說明第一個(gè)實(shí)施例中一個(gè)復(fù)合基本單元壓縮脈沖的波形圖;
圖26是說明第一個(gè)實(shí)施例中另一個(gè)第一發(fā)射信號(hào)的波形圖;
圖27是說明第一個(gè)實(shí)施例中第一相關(guān)器具體結(jié)構(gòu)的方塊圖;
圖28是說明第一個(gè)實(shí)施例中第二相關(guān)器具體結(jié)構(gòu)的方塊圖;
圖29(a)和29(b)是說明可用于第一個(gè)實(shí)施例中的其它單元波形的波形圖;
圖30是說明本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的方塊圖;
圖31是說明本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的方塊圖;
圖32和圖33是說明第三個(gè)實(shí)施例中第一和第二基本單元信號(hào)的波形圖;
圖34是說明可用于第三個(gè)實(shí)施例中其它單元波形的波形圖;
圖35至圖38是說明第三個(gè)實(shí)施例中第一至第四發(fā)射信號(hào)的波形圖;
圖39至圖41是說明本發(fā)明第四至第六個(gè)實(shí)施例的方塊圖;
圖42是說明第一個(gè)實(shí)施例中一種變換的復(fù)合壓縮脈沖的波形圖;以及圖43是說明第一個(gè)實(shí)施例的一種變換的方塊圖。
首先參照?qǐng)D5解釋本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成。
由圖5可見，本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例包括與圖1顯示的傳統(tǒng)裝置相應(yīng)部分是完全相同的一個(gè)超聲探頭6和顯示器8;一個(gè)幅度編碼的發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1A;一個(gè)接至發(fā)生器1A和超聲探頭6的第一相關(guān)器11;一個(gè)接至第一相關(guān)器和發(fā)生器1A的第二相關(guān)器;以及一個(gè)具有存儲(chǔ)器功能，其輸入接至第二相關(guān)器12，其輸出接至顯示器8的加法器。注意，超聲探頭6不僅連接到第一相關(guān)器，而且還要連接到發(fā)生器1A，同時(shí)要接觸到受檢件S。
以下將參照?qǐng)D6至圖11來解釋第一個(gè)實(shí)施例的工作。
圖6和圖7是分別表示第一個(gè)實(shí)施例中第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)的波形圖。圖8至圖11是分別表示第一至第四發(fā)射信號(hào)Sap(t)、Saq(t)、Sbp(t)和Sbq(t)的波形圖。
發(fā)生器1A適于由內(nèi)部產(chǎn)生第一至第四序列{a}、、{p}和{p}以及產(chǎn)生第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)，如圖6和圖7所示，它分別由第一和第二序列{a}和所限定。
發(fā)生器1A向外發(fā)出第一至第四發(fā)射信號(hào)。第一發(fā)射信號(hào)是以第三序列{P}和第一基本單元信號(hào)ga(t)為基礎(chǔ)提供的，第二發(fā)射信號(hào)是以第四序列{q}和第一基本單元信號(hào)ga(t)為基礎(chǔ)提供的，第三發(fā)射信號(hào)是以第三序列{p}和第二基本單元信號(hào)gb(t)為基礎(chǔ)提供的，而第四發(fā)射信號(hào)是以第四序列{q}和第二基本單元信號(hào)gb(t)為基礎(chǔ)提供的。
第一至第四發(fā)射信號(hào)都是在一個(gè)恒定的發(fā)射重復(fù)周期Tr內(nèi)重復(fù)產(chǎn)生的，然后依次送到超聲探頭6。
第一序列{a}的長度(M)為8，由下式表示{a}＝{a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8}＝{+，+，+，-，+，+，-，+}如圖6所示，第一基本單元信號(hào)ga(t)是通過用序列{a}對(duì)幅度編碼而產(chǎn)生的，類似于圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)。圖6中，為了更好理解第一序列{a}和幅度編碼操作之間的關(guān)系，還引入了序列{a}的兩種分量符號(hào)(+)和(-)。δ是一個(gè)固定時(shí)期。
同樣，第二基本單元信號(hào)gb(t)是通過長度為8的序列對(duì)幅度編碼而產(chǎn)生的，以下列式子表示＝{b1，b2，b3，b4，b5，b6，b7，b8}＝{+，-，+，+，+，-，-，-}第一和第二發(fā)射信號(hào)Sap(t)和Saq(t)分別由圖8和圖9表示，并用符號(hào)(+)和(-)表示第三和第四序列的分量內(nèi)容。序列{p}和{q}以下式表示{p}＝{p1，p2，p3，p4}＝{+，+，+，-}{q}＝{q1，q2，q3，q4}
＝{+，-，+，+}第一發(fā)射信號(hào)Sap(t)根據(jù)以下關(guān)系產(chǎn)生當(dāng)?shù)谌蛄衶p}的分量為(+)時(shí)，信號(hào)Sap(t)分配至第一基本單元信號(hào)ga(t)，而當(dāng)其分量為(-)時(shí)，信號(hào)Sap(t)則分配至信號(hào)-ga(t)，這是通過將信號(hào)ga(t)乘上-1實(shí)現(xiàn)的。相應(yīng)地，第一發(fā)射信號(hào)Sap(t)是通過按第三序列{p}中符號(hào)(+)和(-)出現(xiàn)的順序，沿時(shí)基分配ga(t)和-ga(t)而形成的。
以同樣的方法，第二發(fā)射信號(hào)Saq(t)是利用第4個(gè)序列{q}和第一基本單元信號(hào)ga(t)產(chǎn)生的。
第三和第四發(fā)射信號(hào)Sbp(t)和Sbq(t)，連同按第三和第四序列{P}和{q}分配的符號(hào)(+)和(-)如圖10和圖11所示。信號(hào)Sbp(t)和Sbq(t)采取與第一和第二發(fā)射信號(hào)Sap(t)和Saq(t)相類似的方式，通過按第三和第四序列{p}和{q}中符號(hào)(+)和(-)的順序，沿時(shí)基分配信號(hào)gb(t)和-gb(t)而形成的。
超聲探頭6由第一至第四發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)，將超聲波發(fā)射到物體或受檢件S;并接收自諸如受檢件S中裂縫之類物體所反射的回波。顯然，所接收的回波電信號(hào)分別對(duì)應(yīng)于第一至第四發(fā)射信號(hào)，被稱為第一至第四回波信號(hào)，分別用Rap(t)、Raq(t)、Rbp(t)和Rbq(t)表示。
所接收的第一至第四回波信號(hào)送到第一相關(guān)器11。
另一方面，用來對(duì)第一和第二回波信號(hào)Rap(t)和Raq(t)作相關(guān)處理的第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)，由發(fā)生器1A產(chǎn)生，并送至第一相關(guān)器11。第一基準(zhǔn)信號(hào)是一種與第一序列{a}有關(guān)的信號(hào)，例如信號(hào)ga(t)。用來對(duì)第三和第四回波信號(hào)Rbp(t)和Rbq(t)作相關(guān)處理的第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)，也是由發(fā)生器1A產(chǎn)生，并送至第一相關(guān)器11。第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)是一種與第二序列有關(guān)的信號(hào)，例如gb(t)
第一相關(guān)器11執(zhí)行第一回波信號(hào)Rap(t)和第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)之間的相關(guān)操作。該相關(guān)操作的結(jié)果用Caap(t)表示，并稱為第一相關(guān)操作結(jié)果。第一相關(guān)器11還執(zhí)行第二回波信號(hào)Raq(t)和第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)之間的相關(guān)操作。此相關(guān)操作結(jié)果用Caaq(t)表示，并稱為第二相關(guān)操作結(jié)果。第一相關(guān)器11執(zhí)行第三回波信號(hào)Rbp(t)和第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)之間，以及第四回波信號(hào)Rbq(t)和第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)之間的相關(guān)操作。這些相關(guān)操作結(jié)果用Cbbp(t)和Cbbq(t)表示，分別稱為第三和第四相關(guān)操作結(jié)果。
然后，第一相關(guān)器11的第一至第四相關(guān)操作結(jié)果送至第二相關(guān)器12。
另一方面，在第二相關(guān)器12中，用作相關(guān)處理的第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)和Uq(t)由發(fā)生器1A產(chǎn)生，并送至第二相關(guān)器12。第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)分別是與第三和第四序列{p}和{q}有關(guān)的信號(hào)。
在第二相關(guān)器12中，相關(guān)操作將在第一相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)與第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)之間，第二相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)與第四基準(zhǔn)信號(hào)Uq(t)之間，第三相關(guān)操作結(jié)果Cbbp(t)與第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)之間和第四相關(guān)操作結(jié)果Cbbq(t)與第四基準(zhǔn)信號(hào)Uq(t)之間進(jìn)行。第二相關(guān)器12中的這些相關(guān)操作結(jié)果，分別用Caapp(t)、Caaqq(t)、Cbbpp(t)和Cbbqq(t)表示，并分別稱為第一至第四壓縮脈沖。
第一至第四這些壓縮脈沖送至加法器15，并存貯其中以便對(duì)這些壓縮脈沖進(jìn)行總加，見下列公式C＝Caapp(t)+Caaqq(t)+Cbbpp(t)+Cbbqq(t)此總加操作的結(jié)果稱為復(fù)合壓縮脈沖。
復(fù)合壓縮脈沖C從加法器15傳送到顯示器8，并以類似于現(xiàn)有技術(shù)的方式進(jìn)行顯示。
以下將參照?qǐng)D12至圖25，對(duì)上述第一個(gè)實(shí)施例的工作原理進(jìn)行闡述。
圖12和圖13表示根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例說明第一和第二基本單元壓縮脈沖的波形圖，圖14至圖17為分別說明第一至第四相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)、Caaq(t)、Cbbp(t)和Cbbq(t)的波形圖，圖18和圖19為分別說明第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)和Uq(t)的波形圖，圖20至圖23為分別說明第一至第四壓縮脈沖Caapp(t)、Caaqq(t)、Cbbpp(t)和Cbbqq(t)的波形圖，圖24為說明復(fù)合壓縮脈沖C的波形圖，圖25為說明復(fù)合基本單元壓縮脈沖Aa(t-to)+Ab(t-to)的波形圖。
如圖8所示的第一發(fā)射信號(hào)Sap(t)用下列方程式表示Sap(t)=Σi=1NPiga ［t-(i-1)Tp ］]]>P1ga(t)+P2ga(t-Tp)+P3ga(t-2TP)+P4ga(t-3Tp)]]>其中，第三序列{p}的分量pi的符號(hào)(+)和(-)被認(rèn)為分別等同于+1和-1，故ga(t)乘以pi(同樣應(yīng)用于以下發(fā)射信號(hào))。
如圖9所示的第二發(fā)射信號(hào)Saq(t)可用變換的方程式表示，即在方程式(3)的等號(hào)右邊，用第四序列{q}的分量qi替換第三序列{p}的分量pi。如圖10所示的第三發(fā)射信號(hào)Sbp(t)，可用變換的方程式表示，即在方程式(3)的右邊，用第二基本單元信號(hào)gb(t)替換第一基本單元信號(hào)ga(t)。此外，如圖11所示的第四發(fā)射信號(hào)Sbq(t)，可用變換的方程式表示，即在方程式(3)的右邊，用第四序列(q)的分量qi替換第三序列{p}的分量pi，并用第二基本單元信號(hào)gb(t)替換第一基本單元信號(hào)ga(t)。注意，對(duì)于第二至第四發(fā)射信號(hào)的每一產(chǎn)生時(shí)間，要重新排列時(shí)間初始值。
第一個(gè)回波信號(hào)Rap(t)用下列方程式表示
Rap(t)=Co×∫-∞∞Sap(t1)h(t-t0-ti)dt1]]>(4)以上，t0是常數(shù)，h(t)表示信號(hào)傳播路徑(即信號(hào)從發(fā)生器1A的輸出端到第一相關(guān)器11的輸入端以及通過超聲探頭6、受檢件S的反射體和再次通過超聲探頭6的傳播路徑)中頻響特性的逆傅里葉變換。即h(t)表示信號(hào)傳播路徑處的脈沖響應(yīng)特性。t0是超聲波往返于受檢件S中反射體的所需時(shí)間。
盡管這里C0＝1，但原則上不會(huì)失落。因此，C0＝1用于以下解釋。
第二至第四回波信號(hào)Raq(t)、Rbp(t)和Rbq(t)可由在方程式(4)的右邊由第二至第四發(fā)射信號(hào)Saq(t)、Sbq(t)和Sbq(t)分別替換第一發(fā)射信號(hào)Sqp(t)的方程式表示。
第一個(gè)相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)用下列方程式表示Caap(t)=∫-∞∞Ua(t2-t)Rap(t2)dt2]]>(5)如果采用下列方程式6Aa(t)∫-∞∞∫-∞∞Ua(t2-t)ga(t1)h(t2-t1)dt1dt2]]>(6)則根據(jù)方程式(3)至(6)，結(jié)果Caap(t)可用以下的方程式表示Caap(t)=Σi=1NpiAa ［t-to-(i-1)Tp ］]]>=p1Aa(t-to)
+P2Aa(t-t0-Tp)+P3Aa(t-t0-2Tp)+P4Aa(t-t0-3Tp)(7)方程(7)中，Aa(t-t0)對(duì)應(yīng)于壓縮脈沖，它是通過由第一基本單元信號(hào)ga(t)所驅(qū)動(dòng)的超聲探頭6去取得一個(gè)回波信號(hào)，并用第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)作為基準(zhǔn)信號(hào)對(duì)該回波信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理后而獲得的。該壓縮脈沖稱為第一基本單元壓縮脈沖，如圖12所示。
由方程式(7)可見，Caap(t)等于這樣一個(gè)數(shù)，即將第一基本單元壓縮脈沖Aa(t-t0)沿時(shí)基0、TP、2TP和3TP位移4次，并分別乘上第三序列{p}的四個(gè)分量P1、P2、P3和P4，然后將它們總加起來。
第二相關(guān)操作結(jié)果Caaq(t)，可在方程式(5)右邊由第二回波信號(hào)Raq(t)替換第一回波信號(hào)Rap(t)的方程式表示。這也相等于在方程式(7)右邊由qi(i＝1，2，3，4)替換pi的方程式。
同樣，第三相關(guān)操作結(jié)果Cbbp(t)，可由在方程式(5)右邊由第三回波信號(hào)Rbp(t)替換第一回波信號(hào)Rap(t)，以及由第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)替換第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)的方程式表示如果下列方程式(8)成立，那么，Cbbp(t)也就相等于已在方程式(7)右邊由Ab(t)替換Aa(t)的方程式。
Aa(t)∫-∞∞∫-∞∞Ub(t2-t)gb(t1)h(t2-t1)dt1dt2]]>(8)注意，Ab(t-t0)對(duì)應(yīng)于壓縮脈沖，它是通過由第二基本單元信號(hào)gb(t)驅(qū)動(dòng)超聲探頭6，并用第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理后而獲得的。該壓縮脈沖Ab(t-t0)稱為第二基本單元壓縮脈沖，如圖13所示。
第四相關(guān)操作結(jié)果Cbbq(t)，可由在方程式(5)右邊由第四回波信號(hào)Rbq(t)替換第一回波信號(hào)Rap(t)，以及由第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)替換第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)的方程式表示。結(jié)果Cbbq(t)相等于已在方程式(7)右邊由Ab(t)替換Aa(t)，以及由qi(i＝1，2，3，4)替換了pi的方程式。
第一壓縮脈沖Caapp(t)可用下列方程式表示Caapp(t)=∫-∞∞]]>Up(t3-t)Caap(t3)dt3(9)第二壓縮脈沖Caaqq(t)，可由在方程式(9)右邊由第二相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)替換第一相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)，以及由第四基準(zhǔn)信號(hào)Uq(t)替換第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)的方程式表示。第三壓縮脈沖Cbbpp(t)，可由在方程式(9)右邊由第三相關(guān)操作結(jié)果Cbbp(t)替換第一相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)的方程式表示。第四壓縮脈沖Cbbqq(t)，可由在方程式(9)右邊由第四相關(guān)操作結(jié)果Cbbq(t)替換第一相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)，以及由第四基準(zhǔn)信號(hào)Uq(t)替換第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)的方程式表示。因此，第二、第三和第四壓縮脈沖Caaqq(t)、Cbbpp(t)和Cbbqq(t)可用下列方程式表示Caaqq(t)=∫-∞∞]]>Uq(t3-t)Caaq(t3)dt3Caapp(t)=∫-∞∞]]>Up(t3-t)Caap(t3)dt3Caaqq(t)=∫-∞∞]]>Uq(t3-t)Caaq(t3)dt3
如圖12所示的第一基本單元壓縮脈沖Aa(t-t0)是作為通過利用圖6所示的作為第一基本單元信號(hào)ga(t)的信號(hào)，對(duì)方程式(6)進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果，而第一基本單元信號(hào)ga(t)作為附有h(t)的第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)，是一個(gè)δ函數(shù)。
如圖13所示的第二基本單元壓縮脈沖Ab(t-t0)是作為通過利用圖7中作為第二基本單元信號(hào)gb(t)所示的信號(hào)，對(duì)方程式(8)進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果，而第二基本單元信號(hào)gb(t)作為附有h(t)的第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)，是一個(gè)δ函數(shù)。
如圖14所示，由第一相關(guān)器11產(chǎn)生的第一相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)是作為圖12所示的包括第一基本單元壓縮脈沖Aa(t-t0)在內(nèi)的對(duì)方程式(7)計(jì)算的結(jié)果。如圖15所示，由第一相關(guān)器11產(chǎn)生的第二相關(guān)操作結(jié)果Caap(t)是作為通過利用圖12中所示的第一基本單元壓縮脈沖Aa(t-t0)進(jìn)行類似計(jì)算的結(jié)果。如圖16和圖17所示的第三和第四相關(guān)操作結(jié)果Cbbp(t)和Cbbq(t)是作為通過利用圖13中所示的第二基本單元壓縮脈沖Ab(t-t0)進(jìn)行類似計(jì)算的結(jié)果。在這些計(jì)算中，Tp設(shè)為8δ。
由圖14至圖17可見，第一至第四相關(guān)操作結(jié)果呈現(xiàn)的能量沿時(shí)基分布著。盡管Tp從8δ變化到另一時(shí)間間隔，但能量沿時(shí)基分散這一點(diǎn)仍維持不變。
然而，應(yīng)注意第一至第四相關(guān)操作結(jié)果可通過第二相關(guān)器12的相關(guān)處理進(jìn)行壓縮。
在這方面，如圖18和圖19所示的信號(hào)，已利用分別作為第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)的第三和第四序列{p}和{q}而產(chǎn)生，現(xiàn)將分別加以解釋。
圖18中所示的信號(hào)Up(t)，其波形幅度已由第三序列{p}＝{+，+，+，-}編碼。為了更好地理解此信號(hào)與第三序列{p}符號(hào)(+)和(-)之間的關(guān)系，在圖18中也相應(yīng)標(biāo)明這些符號(hào)。
如圖19所示的信號(hào)，其波形幅度由第四序列{q}＝{+，-，+，+}編碼，類似于上述，符號(hào)(+)和(-)也在圖19中加以標(biāo)明。
在利用圖18所示的第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)的情況下，第一壓縮脈沖Caapp(t)將按如下的方程式(9)表示Caapp(t)=Σi=1N]]>piCaap[t+(i-1)Tp］=P1Caap(t)+P2Caap(t+Tp)+P3Caap(t+2Tp)+P4Caap(t+3Tp) (10)其中N＝4。
因此，如果第三序列{p}的自相關(guān)函數(shù)以ρpp(i)[i＝0，±1，±2，……，(N-1)]表示，則第一壓縮脈沖Caapp(t)將按方程式(7)和(10)，由下列方程式表示CaaPP(t)=ρpp(0)Aa(t-t0)+Σi=1N-1]]>ρpp(i)［Aa(t-to-iTp)+Aa(t-to+iTp)]=ρpp(1)[Aa(t-to-Tp)+Aa(t-to+Tp)]+ρpp(2)[Aa(t-to-2Tp)+Aa(t-to+2Tp)]+ρpp(3)[Aa(t-to-3Tp)+Aa(t-to+3Tp)](11)第二壓縮脈沖Caaqq(t)可由方程式(10)右邊以Caaq(t)替換Caap(t)，以及以qi(i＝1，2，3，4)替換pi的方程式表示。注意，這一為Caaqq(t)替換的方程式，相等于已在方程式(11)的右邊由第四序列{q}的自相關(guān)函數(shù)ρqq(i)替換第三序列{p}的自相關(guān)函數(shù)ρpp(i)的方程式。第三壓縮脈沖Cbbpp(t)，可由方程式(10)右邊以Cbbp(t)替換Caap(t)的方程式表示，并相等于方程式(11)右邊由Ab(t)替換Aa(t)的方程式。第四壓縮脈沖Cbbqq(t)可由方程式(10)右邊由Cb-bq(t)替換Caap(t)，以及由qi(i＝1，2，3，4)替換pi的方程式表示，并且相等于方程式(11)的右邊由自相關(guān)函數(shù)ρqq(i)替換自相關(guān)函數(shù)ρpp(i)，以及由Ab(t)替換Aa(t)的方程式。
圖20表示按方程式(11)計(jì)算后所得到的第一壓縮脈沖Caapp(t)。
圖20中，如圖12所示的脈沖已作為第一基本單元壓縮脈沖Aa(t-to)使用，ρpp(o)＝4，ρpp(1)＝1，ρpp(2)＝0和ρpp(3)＝-1已作為第三序列ρpp{p}的自相關(guān)函數(shù)ρpp(i)使用。Tp設(shè)為8δ。
圖21至23分別表示通過完成類似于第一壓縮脈沖Caapp(t)的計(jì)算，而分別獲得的第二壓縮脈沖Caaqq(t)，第三壓縮脈沖Cbbpp(t)和第四壓縮脈沖Cbbqq(t)。如圖13所示的脈沖，已作為第二基本單元壓縮脈沖Ab(t-to)使用，同時(shí)，作為第四序列{q}的自相關(guān)函數(shù)ρqq(i)也使用ρqq(0)＝4，ρqq(1)＝-1，ρqq(2)＝0和ρqq(3)＝1。另外，Tp＝8δ也被采用。
如同圖20至23所顯示的，第一至第四壓縮脈沖中每一信號(hào)的大部分能量都集中在t＝to附近。換句話說，它們僅在t＝to的鄰近具有大的幅度，而它們的旁瓣具有一些低電平。然而，很顯然，即使在時(shí)間t離to有相當(dāng)間距的時(shí)間位置上，仍有相當(dāng)大的旁瓣。
圖24表示復(fù)合壓縮脈沖C通過第一至第四壓縮脈沖的總加而得到。即C＝Caapp(t)+Caaqq(t)+Cbbpp(t)+Cbbqq(t)。根據(jù)總加運(yùn)算，在復(fù)合壓縮脈沖C中，脈沖的主瓣Caapp(t)、Caaqq(t)、Cbbpp(t)和Cbbqq(t)被增強(qiáng)，而其旁瓣被消除和減低到零電平，見圖24所示。
因此，毫無凝問，利用本發(fā)明上述的實(shí)施例可獲得在t＝to處具有大幅度的主瓣且沒有旁瓣的壓縮脈沖，而且to值可容易地測定。
按進(jìn)一步的理解，當(dāng)?shù)谝缓偷诙締卧獕嚎s脈沖Aa(t-to)和Ab(t-to)相加后，結(jié)果所產(chǎn)生的脈沖作為主瓣具有大的幅度，但僅在t＝to附近，而其它位置上的幅度則為零，如圖25所示。這是由于，如果第一和第二序列{a}和的自相關(guān)函數(shù)被壓縮為ρa(bǔ)a(i)和ρbb(i)，那么ρa(bǔ)a(o)和ρbb(o)和ρa(bǔ)a(i)＝ρbb(i)(i＝1，2，……，M-1)可以成立。諸如這種Aa(t-to)和Ab(t-to)之間或{a}和之間的關(guān)系可稱為互補(bǔ)關(guān)系。
同樣，在第三和第四序列{P}和{q}之間，ρpp(o)＝ρqq(o)和ρpp(i)＝-ρqq(i)(i＝1，2，……，N-1)也可成立。于是，在上述實(shí)施例中，第一和第二序列{a}和構(gòu)成互補(bǔ)關(guān)系，第三和第四序列{p}和{q}也構(gòu)成互補(bǔ)關(guān)系。
下面將闡述通過本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例可以產(chǎn)生的另一效果。
在此類檢測裝置中，由于發(fā)射脈沖信號(hào)持續(xù)期變長，信噪比可得到進(jìn)一步改善。為了獲得較長脈沖持續(xù)期的發(fā)射信號(hào)，必須采用具有較長序列長度的序列。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，如圖8至圖11所示，發(fā)射信號(hào)的脈沖持續(xù)期不僅取決于第一和第二序列{a}和的長度M，而且取決于第三和第四序列{p}和{q}的長度N，如果所采用的第三和第四序列的長度N較大，那么發(fā)射信號(hào)的脈沖持續(xù)期可相應(yīng)地較長。
具有互補(bǔ)關(guān)系的那些序列，不是在任何長度上都存在的，而是在特定序列長度上存在著。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，由于兩種序列長度M和N結(jié)合利用，故發(fā)射信號(hào)序列的實(shí)際長度為M×N。
相應(yīng)地，由于發(fā)射信號(hào)的脈沖持續(xù)期取得較長，信噪比可得到改善。另外，由于不同長度M和N的組合，故可自由選擇各種脈沖持續(xù)期的發(fā)射信號(hào)。
本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的其它效果，將參照?qǐng)D26至圖28作進(jìn)一步的闡述。
圖26是表示根據(jù)本發(fā)明所提供的第一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)Tp＝8δ時(shí)，另一個(gè)第一發(fā)射信號(hào)Sap(t)的波形圖。
圖27和圖28是說明第一和第二相關(guān)器11和12的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖26所示的第一發(fā)射信號(hào)相等于已用下列序列對(duì)其幅度編碼的信號(hào){+，+，+，-，+，+，-，+，+，+，+，-，+，+，-，+，+，+，+，-，+，+，-，+，-，-，-，+，-，-，+，-}注意，上述序列相等于利用第一和第三序列{a}和{p}獲得的長度為32的下列序列{a1p1，a2p1，a3p1，a4p1，a5p1，a6p1，a7p1，a8p1，a1p2，a2p2，a3p2，a4p2，a5p2，a6p2，a7p2，a8p2，a1p3，a2p3，a3p3a4p3，a5p3，a6p3，a7p3，a8p3，a1p4，a2p4，a3p4a4p4，a5p4，a6p4，a7p4，a8p4}注意，以上出現(xiàn)的符號(hào)(+)和(-)被認(rèn)為等同于+1和-1，于是乘法運(yùn)算被采用。
其次，有一種設(shè)想可用于這種情況，即為了改善信噪比，采用圖26所示的具有長的脈沖持續(xù)期的第一發(fā)射信號(hào)作為圖1和圖4所示的傳統(tǒng)裝置中的發(fā)射信號(hào)。
如圖26所示，發(fā)射信號(hào)的持續(xù)期T為32δ。因此，當(dāng)每個(gè)單位時(shí)間δ進(jìn)行K1次取樣，以及當(dāng)圖4所示的相關(guān)器10按方程(2)構(gòu)成時(shí)，由于K＝32×K1成立，故需要將擁有32×K1數(shù)接頭的延遲線作為延遲線10a，32×K1個(gè)乘法器作為乘法器10b，以及將擁有32×K1個(gè)輸入端的加法器作為加法器10c。
根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的檢查裝置，利用第一基本單元信號(hào)ga(t)作為第一基準(zhǔn)信號(hào)，該第一基本單元信號(hào)ga(t)的持續(xù)期為8×δ，如圖6所示，相應(yīng)地，如果方程式(5)象方程式(2)那樣變換，按單位時(shí)間δ進(jìn)行K1次取樣的話，則第一相關(guān)器11按圖27那樣構(gòu)成。
如圖27所示，第一相關(guān)器11包括一個(gè)擁有8×K1個(gè)輸出頭的延遲線11a，連接到延遲線11a相應(yīng)輸出頭8×K1個(gè)乘法器，以及連接到乘法器11b，擁有8×K1個(gè)輸入端的加法器11c。
接下來根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例所要考慮的是用于檢查裝置的第二相關(guān)器12。
第二相關(guān)器12如果具有以第一相關(guān)器11產(chǎn)生的第一相關(guān)操作結(jié)果為基礎(chǔ)，來計(jì)算方程式(10)右邊的功能，則是可接受的。方程式(10)的右邊包括時(shí)間t位置上的Caap(t)×P1，時(shí)間(t+Tp)位置上的Caap(t)×P2，時(shí)間(t+2Tp)位置上的Caap(t)×P3和時(shí)間(t+3Tp)位置上的Caap(t)×P4，并將上述項(xiàng)目加在一起。因此，假如對(duì)單位時(shí)間δ作K1次取樣，由于Tp＝8δ，則第二相關(guān)器12可按圖28所示構(gòu)成。
更準(zhǔn)確地說，在圖28中，第二相關(guān)器由擁有24×K1個(gè)輸出頭的延遲線12a，連接到延遲線12a輸出頭的四個(gè)乘法器12b(每8×K1個(gè)輸出頭為一組，與每個(gè)Tp相符)，以及連接到乘法器的具有四個(gè)輸入端的加法器12c。
現(xiàn)在，將本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二相關(guān)器11和12所要求的乘法器11b和12b的總數(shù)，與圖4所示的傳統(tǒng)檢查裝置中相關(guān)器10所要求的乘法器10b的數(shù)量作一比較。按照前者，乘法器的總數(shù)只需8×K1+4個(gè)，而對(duì)于后者，乘法器的數(shù)目需要32×K1個(gè)。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，可以節(jié)省大量的乘法器。由此可見，乘法器數(shù)目的減少有助于裝置工作速度的提高和成本的降低。
此外，根據(jù)上述第一個(gè)實(shí)施例，第二相關(guān)器12所要求的乘法器12b的權(quán)值Pi(i＝1，2，3，4)為±1中任一個(gè)。如果權(quán)值為+1，意味著乘法器12b無必要。如果權(quán)值為-1，則意味著乘法器12b可以由反向器取代。因此，本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，就較高的速度和較低的成本而言，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
接下來對(duì)加法器進(jìn)行類似的比較。本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例要求加法器11c具有8×K1個(gè)輸入端，該加法器有四個(gè)輸入端。另一方面，傳統(tǒng)的裝置要求加法器有32×K1個(gè)輸入端。一般說來，由于加法器用來累加輸入值，故所需輸入端數(shù)越少，則操作速度提高越多，而且成本也降低得越多。因此，這些都是第一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
至于第二回波信號(hào)的相關(guān)處理，與圖27所示相同的相關(guān)器可以用作第一相關(guān)器11，如圖28所示的相關(guān)器可用作第二相關(guān)器12，但對(duì)于乘法器12b已由權(quán)值qi替換了權(quán)值pi(i＝1，2，3，4)。
至于第三回波信號(hào)的相關(guān)處理，如圖27所示的相關(guān)器可用作第一相關(guān)器11，但對(duì)于乘法器11b已由權(quán)值Ub(k△t)替換了權(quán)值Ua(k△t)(k＝1，2，……，8k1)，與圖28所示完全相同的相關(guān)器可用作第二相關(guān)器12。
至于第四回波信號(hào)的相關(guān)處理，諸如圖27所示的相關(guān)器可用作第一相關(guān)器11，但對(duì)于乘法器11b已由權(quán)值Ub(k△t)替換了權(quán)值Ua(k△t)(k＝1，2，……，8k1)，與圖28所示完全相同的相關(guān)器可用作第二相關(guān)器12，但對(duì)于乘法器12b已由權(quán)值qi替換了權(quán)值pi(i＝1，2，3，4)。或者可以任意選用第一和第二相關(guān)器，作為對(duì)第二、第三和第四回波信號(hào)的相關(guān)處理。
參照上述第一個(gè)實(shí)施例，對(duì)應(yīng)于第一和第二序列{a}和相應(yīng)分量(±)的單位波形，已在第一和第二基本單元信號(hào)中以矩形波加以描述，如圖6和圖7所示。然而，即便單位波形變換為如圖29(a)或29(b)所示的形狀而不是矩形波，仍可獲得上述相同的功能和效果。
現(xiàn)在參見圖30介紹本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成。
圖中，第一和第二相關(guān)器11和12，加法器15，超聲探頭6和顯示器8與第一個(gè)實(shí)施例中的相應(yīng)部分是完全相同的。然而，幅度-編碼發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1A的結(jié)構(gòu)和功能，與第一個(gè)實(shí)施例中的發(fā)生器1A不一樣。即在第二個(gè)實(shí)施例中，盡管發(fā)生器1A采用與第一個(gè)實(shí)施例中所用發(fā)生器相同的方法，來產(chǎn)生第一至第四發(fā)射信號(hào)Sap(t)、Saq(t)、Sbp(t)和Sbq(t)，但不包含第一至第四基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)、Ub(t)、Up(t)和Uq(t)。取而代之的是采用了第一至第四基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器13A、13B、14A和14B，如圖30所示。
發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1A使發(fā)生器13A和13B在探頭6分別由第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)驅(qū)動(dòng)時(shí)即可產(chǎn)生第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)，其波形與回波信號(hào)的波形類似或完全相同。所產(chǎn)生的這些基準(zhǔn)信號(hào)被送至第一相關(guān)器11。
另一方面，發(fā)生器1A使發(fā)生器14A和14B能產(chǎn)生第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)，其波形與第一個(gè)實(shí)施例中第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)和Uq(t)類似或完全相同，所產(chǎn)生的這些信號(hào)被送至第二相關(guān)器12上。
由發(fā)生器13A和13B所產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)相同于或類似于方程式(4)右邊所表達(dá)的信號(hào)，但其中的Sap(t)已分別為ga(t)和gb(t)所替換。因此，每個(gè)發(fā)生器13A和13b都起著濾波器的作用，具有超聲探頭6的發(fā)射和接收的頻響特性，受檢件S的頻響特性和來自反射部分，諸如受檢件S中缺陷部分與超聲反射有關(guān)的頻響特性。
利用具有相同或類似于回波信號(hào)波形的基準(zhǔn)信號(hào)，例如發(fā)生器使回波信號(hào)通過匹配濾波器或準(zhǔn)匹配濾波器的信號(hào)處理相同，而這種濾波器對(duì)于接收淹沒于噪聲中的信號(hào)是很有效的，并具有最大信噪比。
因此，本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例除擁有第一個(gè)實(shí)施例所提供的利用第一和第二基本單元信號(hào)本身作為第一相關(guān)器11的基準(zhǔn)信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)外，還增加了進(jìn)一步改善信噪比的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)生器13A和13B如具有產(chǎn)生下列基準(zhǔn)信號(hào)的功能，無疑是可接受的。
首先，當(dāng)表面或底面回波由受檢件S的面部和底部所反射的和由超聲探頭6所接收的情況下，當(dāng)超聲探頭6由第一基本單元信號(hào)ga(t)驅(qū)動(dòng)時(shí)，即可測出此回波并具有大的信噪比，還可測出一個(gè)與表面或底面回波相應(yīng)的回波信號(hào)波形，一個(gè)具有與被測波形相同或相類似的波形的信號(hào)將作為第一基準(zhǔn)信號(hào)，由第一基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器13A所產(chǎn)生。來自第二基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器13B的第二基準(zhǔn)信號(hào)也類似產(chǎn)生，但此時(shí)第二基本單元信號(hào)gb(t)被用來替換第一基本單元信號(hào)。
如果從受檢件S的面部或底部反射的回波不能獲得足夠的信噪比，那么將準(zhǔn)備另一個(gè)受檢件S1。于是，與上述相似，超聲探頭6分別由第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)驅(qū)動(dòng)，從受檢件S1反射的回波由超聲探頭6接收，其波形相同于或類似于相應(yīng)的回波信號(hào)的波形的信號(hào)由發(fā)生器13A和13B產(chǎn)生將作為基準(zhǔn)信號(hào)。
發(fā)生器13A可設(shè)計(jì)用來產(chǎn)生其波形按信號(hào)傳送路徑的頻率響應(yīng)特性而計(jì)算的基準(zhǔn)信號(hào)，該路徑即指從幅度-編碼發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1A的輸出端，經(jīng)過超聲探頭6，受檢件S，并再次經(jīng)超聲探頭6至第一相關(guān)器11的輸入端。當(dāng)超聲探頭6由第一基本單元信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)生器13A還應(yīng)產(chǎn)生第一基本單元信號(hào)。同樣，在設(shè)計(jì)發(fā)生器13B時(shí)，也應(yīng)考慮第二基本單元信號(hào)。在這些情況下，如果與受檢件S中反射物體的反射有關(guān)的頻響特性同信號(hào)傳送路徑的頻響特性有關(guān)聯(lián)時(shí)，信噪比還可以進(jìn)一步提高。
再有，如果用來產(chǎn)生的大多數(shù)第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)，其不同的頻響特性都與受檢件S中反射物體的反射有關(guān)時(shí)，還可另外提供辨別反射物體的功能，如同本發(fā)明領(lǐng)域有關(guān)的第86383/89號(hào)日本專利申請(qǐng)書中所披露的那樣。
就第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器而論，發(fā)生器14A和14B可用來產(chǎn)生作為第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)，其幅度對(duì)每個(gè)時(shí)間Tp來說，僅有±1的微小變化。該信號(hào)能使第一至第四壓縮脈沖Caapp(t)、Caaqq(t)、Cbbpp(t)和Cbbqq(t)和/或提供高信噪比的組合壓縮脈沖C作為第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，假如在第一或第二基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)期內(nèi)有K3個(gè)取樣點(diǎn)，在Tp時(shí)期內(nèi)有K2個(gè)取樣點(diǎn)，那么，第一相關(guān)器11可以按圖27所示的類似方法，由一個(gè)擁有K3個(gè)輸出頭的延遲線，K3個(gè)連接到延遲線各個(gè)輸出頭的乘法器和一個(gè)具有K3個(gè)輸入端的加法器構(gòu)成，如果方程式(5)象方程式(2)那樣變換則很顯然。第二相關(guān)器12可以按圖28所示的類似方法，由一個(gè)具有(N-1)×K2個(gè)輸出頭的延遲線，N個(gè)連接到延遲線每K2個(gè)接頭的輸出頭的乘法器和一個(gè)具有N個(gè)輸入端的加法器構(gòu)成。對(duì)N個(gè)乘法器的加權(quán)pi和qi(i＝1，2，3，…，N)可以如±1那樣實(shí)現(xiàn)，或如上所述，可分別對(duì)每個(gè)i按±1變化，這樣，第一至第四壓縮脈沖以及由此產(chǎn)生的復(fù)合壓縮脈沖便可獲得高的信噪比。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D31介紹本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成。
第三個(gè)實(shí)施例包含了與第一個(gè)實(shí)施例中相同的部件，除了用一個(gè)相位-編碼發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1B來取代第一個(gè)實(shí)施例中的幅度-編碼發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1A以外。
第三個(gè)實(shí)施例的操作將參照?qǐng)D32至38進(jìn)行描述。
圖32和33是表示第三個(gè)實(shí)施例中第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)的波形圖。圖34(a)和34(b)是表示形成基本單元信號(hào)的其它單元波形的波形圖。圖35至38分別表示第一至第四發(fā)射信號(hào)Sap(t)、Saq(t)、Sbq(t)和Sbq(t)的波形。
圖32中，第一基本單元信號(hào)ga(t)，是利用與第一個(gè)實(shí)施例中相同的第一序列{a}所產(chǎn)生的信號(hào)，δ和δ0表示固定時(shí)間。為了更好地理解第一序列{a}與第一基本單元信號(hào)ga(t)之間的關(guān)系，第一序列{a}的符號(hào)(+)和(-)也在圖中標(biāo)出。
圖33中，第二基本單元信號(hào)gb(t)，是利用與第一個(gè)實(shí)施例中相同的第二序列所產(chǎn)生的信號(hào)。第二序列的符號(hào)(+)和(-)也在圖中標(biāo)出。
圖32和33中，與第一或第二序列{a}和的相應(yīng)分量(+)和(-)相一致的單位波形以正弦波表示。上述單元波形可取具有平坦曲線的波形，或具有非均勻幅度和/或零交叉點(diǎn)的波形，如圖34(a)或(b)所示。
從圖32和33注意到，當(dāng)δ＝δ0時(shí)，第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)將具有已作相位一編碼的波形。相位編碼方法在與本發(fā)明有關(guān)的第45316/89號(hào)日本專利申請(qǐng)書中已有詳細(xì)描述。
圖35中，第一發(fā)射信號(hào)Sap(t)是利用與第一個(gè)實(shí)施例中相同的第三序列{p}和圖32所示的第一基本單元信號(hào)，采用與第一個(gè)實(shí)施例中相同的步驟而產(chǎn)生的一種信號(hào)。尤其是，第一基本單元信號(hào)ga(t)配給第三序列{p}的符號(hào)(+)，通過將第一基本單元信號(hào)ga(t)乘以-1而得到的信號(hào)-ga(t)配給符號(hào)(-)，±ga(t)按第三序列{p}其符號(hào)出現(xiàn)的次序，沿時(shí)基排列。為了更好地理解第三序列{p}的符號(hào)(+)和(-)與信號(hào)±ga(t)之間的關(guān)系，第三序列{p}的符號(hào)也在圖中標(biāo)明。
圖36中，第二發(fā)射信號(hào)Saq(t)是利用與第一個(gè)實(shí)施例中所用相同的第四序列{q}和圖32所示的第一基本單元信號(hào)，采用與第一個(gè)實(shí)施例中相同的步驟而產(chǎn)生的一種信號(hào)。與圖35類似，第四序列{q}的符號(hào)(+)和(-)也在其中作了標(biāo)明。
圖37中，第三發(fā)射信號(hào)Sbp(t)是按第一個(gè)實(shí)施例中相同的第三序列{p}和圖33所示的第二基本單元信號(hào)gb(t)，采用與第一個(gè)實(shí)施例相同的步驟而產(chǎn)生的一種信號(hào)，與第三序列{p}的分量符號(hào)相應(yīng)的符號(hào)(+)和(-)，也在圖中標(biāo)明。
圖38中，第四發(fā)射信號(hào)Sb(q)是按第一個(gè)實(shí)施例中相同的第四序列{q}和圖33所示的第二基本單元信號(hào)gb(t)，采用與第一個(gè)實(shí)施例中相同的步驟而產(chǎn)生的一種信號(hào)，符號(hào)(+)和(-)與第四序列{q}的分量符號(hào)相一致。
根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例，如圖35至38所示的第一、第二、第三和第四發(fā)射信號(hào)，由相位編碼發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1B所提供，并驅(qū)動(dòng)超聲探頭6。對(duì)回波信號(hào)的信號(hào)處理則類似于第一個(gè)實(shí)施例中的情形。也就是說，如圖32所示的第一基本單元信號(hào)ga(t)，可以作為第一相關(guān)器11的第一基準(zhǔn)信號(hào)使用，如圖33所示的第二基本單元信號(hào)gb(t)，可以作為相關(guān)器11的第二基準(zhǔn)信號(hào)使用，完全與第一個(gè)實(shí)施例中第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)相同的信號(hào)，在第三個(gè)實(shí)施例中，作為第二相關(guān)器12的第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)使用。
根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例，也可以獲得與第一個(gè)實(shí)施例中相同的功能和優(yōu)點(diǎn)。由于方程式(3)至方程式(11)可以應(yīng)用，且與第一基本單元信號(hào)ga(t)無關(guān)，因此，利用圖32和圖33以及方程式(6)和(8)所示第一和第二基本單元信號(hào)所獲得的第一和第二基本單元壓縮脈沖Aa(t)和Ab(t)進(jìn)行相加結(jié)果，即一個(gè)合成基本單元壓縮脈沖，僅在t＝t0附近呈現(xiàn)大的幅度，而在其它時(shí)間則幅度為零。換句話說，Aa(t)和Ab(t)是互補(bǔ)關(guān)系，第三和第四序列{p}和{q}也是互補(bǔ)關(guān)系。當(dāng)采用圖34(a)或34(b)所示的單位波形時(shí)，上述第一和第二基本單元壓縮脈沖之間的互補(bǔ)關(guān)系也是可適用的。在這些情況下，即可取得與第一個(gè)實(shí)施例中相同的效果。
如上所述，第三個(gè)實(shí)施例可以獲得與第一個(gè)實(shí)施例中相同的功能和效果。此外，在第三個(gè)實(shí)施例中，其頻率特性接近于一種合成頻率特性，即由超聲探頭6在發(fā)射和接收時(shí)頻率特性，受檢件S的頻率特性，以及受檢件S中反射物體的超聲反射的頻率特性所合成的頻率特性，這些都可以在與本發(fā)明有關(guān)的第45316/89和86383/89號(hào)日本專利申請(qǐng)案中了解到。
從而，信號(hào)能量的高利用率即有了指望，如果選擇的單個(gè)波形相應(yīng)于第一和第二序列{a}和的分量(+)和(-)，如圖32或33或圖34(a)或34(b)中持續(xù)期δo所示。則將具有如上所述的接近于復(fù)合頻率特性的頻率特性，信號(hào)能量的利用率可以顯著提高，由此，信噪比可以提高。
當(dāng)?shù)谝幌嚓P(guān)器11和第二相關(guān)器12由一個(gè)具有輸出頭的延遲線，若干乘法器和一個(gè)加法器構(gòu)成時(shí)，可以采用與第一個(gè)實(shí)施例中相同的結(jié)構(gòu)。
接下來將參照?qǐng)D39描述本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成。
第四個(gè)實(shí)施例幾乎包含了與上述第二個(gè)實(shí)施例中相同的部件，除了用一個(gè)相位-編碼發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1B來取代第二個(gè)實(shí)施例中的幅度-編碼發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1A以外。
發(fā)生器1B適于產(chǎn)生與第三個(gè)實(shí)施例中相同的第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)，并送到相應(yīng)的第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器13A和13B，此時(shí)，產(chǎn)生其波形相同或類似于第三個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)用信號(hào)ga(t)和gb(t)驅(qū)動(dòng)超聲探頭6時(shí)所獲得的回波信號(hào)的第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)，并送到第一相關(guān)器11。
第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器14A和14B分別產(chǎn)生其波形相同或類似于第三個(gè)實(shí)施例中的第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)，并送到第二相關(guān)器12。
在第四個(gè)實(shí)施例中，第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)相同或類似于由方程式(4)所推導(dǎo)的信號(hào)，在該方程式的右邊，Sap(t)由第三個(gè)實(shí)施例中相應(yīng)的第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)所替換。因此，第四個(gè)實(shí)施例除了具備第三個(gè)實(shí)施例所擁有的優(yōu)點(diǎn)外，還有與第二個(gè)實(shí)施例中相同的優(yōu)點(diǎn)。
還應(yīng)注意，第四個(gè)實(shí)施例中的發(fā)生器13A和13B還可以以類似于第二個(gè)實(shí)施例中所述的其它類型構(gòu)成。
而且在第四個(gè)實(shí)施例中，發(fā)生器14A和14B可構(gòu)成產(chǎn)生作為第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)，其幅度在每個(gè)時(shí)間Tp上在±1范圍內(nèi)輕微變化與第二個(gè)實(shí)施例相類似。即具有這種波形的第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)可以產(chǎn)生，第一至第四壓縮脈沖和/或具有高信噪比的復(fù)合壓縮脈沖。
第一相關(guān)器11和第二相關(guān)器12可以以第二個(gè)實(shí)施例中類似的方法構(gòu)成。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D40描述本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成。
第五個(gè)實(shí)施例含有與第四個(gè)實(shí)施例中相同的部件，除了在該實(shí)施例中用一個(gè)超聲探頭6A進(jìn)行發(fā)射和用一個(gè)超聲探頭6B進(jìn)行接收以外。
第五個(gè)實(shí)施例具有與第四個(gè)實(shí)施例中相同的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)際上，也可以將超聲探頭6A和超聲探頭6B應(yīng)用于本發(fā)明的第一、第二和第三個(gè)實(shí)施例中。
本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成將參照?qǐng)D41進(jìn)行描述。
第六個(gè)實(shí)施例含有與圖40所示第五個(gè)實(shí)施例中相同的部件，除了將第三相關(guān)器16，第五和第六基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器17A和17B新增加到該第六個(gè)實(shí)施例中以外。
發(fā)生器17A和17B經(jīng)連接，可接收來自相位編碼發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1B的信號(hào)，第三相關(guān)器16經(jīng)連接可接收來自第二相關(guān)器12和發(fā)生器17A和17B的信號(hào)，并將其輸出信號(hào)加到加法器15上。
根據(jù)第六個(gè)實(shí)施例，發(fā)射信號(hào)發(fā)生器1B適于以新的方式產(chǎn)生第五和第六序列{v}和{w}以及新的第一發(fā)射信號(hào)，此新的第一發(fā)射信號(hào)是將圖35至圖38所示的與第五個(gè)實(shí)施例有關(guān)的第一至第四發(fā)射信號(hào)Sap(t)、Saq(t)、Sbp(t)和Sbq(t)分別設(shè)想為以g1(t)、g2(t)、g3(t)和g4(t)表示的新的第一至第四基本單元信號(hào)，并利用第五序列{v}和第一基本單元信號(hào)g1(t)而形成的。
產(chǎn)生此第一發(fā)射信號(hào)的步驟，是采用第五個(gè)實(shí)施例中，利用第一基本單元信號(hào)ga(t)和第三序列{p}產(chǎn)生第一發(fā)射信號(hào)Sap(t)的相同步驟。
即第一基本單元信號(hào)g1(t)配給第五序列{v}的分量符號(hào)(+)，通過將第一基本單元信號(hào)g1(t)乘以-1而得到的信號(hào)-g1(t)配給分量符號(hào)(-)，這些信號(hào)g1(t)和-g1(t)按第五序列{v}的符號(hào)(+)和(-)出現(xiàn)的次序排列。每個(gè)符號(hào)的時(shí)間持續(xù)期選定為Tpp。
此外，新的第二、第三和第四發(fā)射信號(hào)采用同樣方法，分別利用序列{v}和第二基本單元信號(hào)g2(t)，序列{v}和第三基本單元信號(hào)g3(t)，以及序列{v}和第四基本單元信號(hào)g4(t)而產(chǎn)生。另外，第五至第八發(fā)射信號(hào)也是分別利用第六序列{w}和第一基本單元信號(hào)g1(t)，序列{w}和第二基本單元信號(hào)g2(t)，序列{w}和第三基本單元信號(hào)g3(t)以及序列{w}和第四基本單元信號(hào)g4(t)而產(chǎn)生的。
第一至第八這些發(fā)射信號(hào)以一個(gè)固定的重復(fù)周期送至超聲探頭6A。
發(fā)生器17A和17B適于分別產(chǎn)生相同于或類似于其幅度已由第五和第六序列{v}和{w}編碼的信號(hào)的第五和第六基準(zhǔn)信號(hào)，并將它們傳送到第三相關(guān)器16。
相關(guān)器16通過利用第五個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，適于對(duì)與第一至第四發(fā)射信號(hào)有關(guān)的，來自第二相關(guān)器13的輸出進(jìn)行相關(guān)處理。通過利用第六基準(zhǔn)信號(hào)，它還進(jìn)一步適于對(duì)與第五至第八發(fā)射信號(hào)有關(guān)的，來自相關(guān)器12的輸出進(jìn)行相關(guān)處理，并將這些相關(guān)處理結(jié)果傳送到加法器15。
加法器15依次將與第一至第八發(fā)射信號(hào)有關(guān)的來自第三相關(guān)器16的結(jié)果存儲(chǔ)起來，對(duì)它們相加后得到一個(gè)復(fù)合壓縮脈沖，并將這復(fù)合壓縮脈沖傳送到顯示器8。
在此情況下，如果第五和第六序列{v}和{w}屬于互補(bǔ)關(guān)系，則復(fù)合壓縮脈沖的旁瓣將為零。
應(yīng)進(jìn)一步注意，當(dāng)?shù)谌嚓P(guān)器16由一個(gè)具有輸出頭的延遲線、若干乘法器和一個(gè)加法器構(gòu)成時(shí)，這種結(jié)構(gòu)與第二相關(guān)器12中的相類似。然而，不用說，如果第五和第六序列{v}和{w}的每個(gè)長度假定為L，那么應(yīng)提供總共L個(gè)數(shù)的乘法器連接到間隔相應(yīng)于時(shí)間間隔Tpp的延遲線的輸出頭上。加法器也應(yīng)擁有L個(gè)輸入端。
根據(jù)第六個(gè)實(shí)施例，每個(gè)發(fā)射信號(hào)的持續(xù)期可以比第五個(gè)實(shí)施例中的更長。這樣，與上述現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)射信號(hào)的持續(xù)期越長，乘法器的數(shù)量以及加法器輸入端數(shù)可相應(yīng)減少，于是在操作速度和成本方面就具有更多的優(yōu)點(diǎn)。
另外，通過重復(fù)第六個(gè)實(shí)施例中產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)的步驟，或重復(fù)發(fā)射信號(hào)的波形，以假定重復(fù)波形作為一種新的基本單元信號(hào)，并提供與最近假定的基本單元信號(hào)相對(duì)應(yīng)的第七、第八、第九、第十等等基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器和第四、第五等等相關(guān)器，那么新的復(fù)合發(fā)射信號(hào)S的持續(xù)期可以進(jìn)一步延長。這樣，在可產(chǎn)生上述新的復(fù)合發(fā)射信號(hào)的檢測裝置與可產(chǎn)生同樣長持續(xù)期的發(fā)射信號(hào)的現(xiàn)有技術(shù)之間，其乘法器數(shù)量和加法器輸入端數(shù)量的差異相對(duì)加大，由此在操作速度和成本方面可獲得更多優(yōu)點(diǎn)。
上述與第六個(gè)實(shí)施例有關(guān)的，具有長持續(xù)期的復(fù)合發(fā)射信號(hào)，
上述與第六個(gè)實(shí)施例有關(guān)的，具有長持續(xù)期的復(fù)合發(fā)射信號(hào)，其產(chǎn)生步驟實(shí)際上也適于第一至第四個(gè)實(shí)施例。
接下來將介紹各種變換。
首先將對(duì)一種變換進(jìn)行說明，其中，在圖5所示的第一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)生器1A不利用第二序列，于是發(fā)生器1A就不能產(chǎn)生第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)以及第三和第四發(fā)射信號(hào)Sbp(t)、Sbq(t)。
在這種情況下，來自發(fā)生器1A的復(fù)合發(fā)射信號(hào)S由第一和第二發(fā)射信號(hào)Sap(t)和Saq(t)組成，于是，復(fù)合回波信號(hào)R包含第一和第二回波信號(hào)Rap(t)和Raq(t)，但不包含第三或第四回波信號(hào)Rbp(t)和Rbq(t)。
第一相關(guān)器11完成第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)與第一和第二回波信號(hào)Rap(t)和Raq(t)之間的相關(guān)操作，以提供相關(guān)結(jié)果Caap(t)和Caaq(t)，第二相關(guān)器12完成相關(guān)結(jié)果Caap(t)與第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)之間的相關(guān)操作和相關(guān)結(jié)果Caaq(t)與第四基準(zhǔn)信號(hào)Uq(t)之間的相關(guān)操作，以提供第一和第二相關(guān)結(jié)果Caapp(t)和Caaqq(t)。然后，這些結(jié)果在加法器15中相加，并由此產(chǎn)生復(fù)合壓縮脈沖C。
如圖20至24所示，由于結(jié)果Cbbpp(t)和Cbbqq(t)都未與結(jié)果Caapp(t)和Caaqq(t)相加，因此壓縮脈沖C＝Caapp(t)+Caaqq(t)，與圖24所示的脈沖C＝Caapp(t)+Caaqq(t)+Cbbpp(t)+Cbbqq(t)相比，圖42所示脈沖旁瓣具有一定幅度，不為零。
由方程式(11)看來，Caaqq(t)同樣按如下表示Caaqq(t)＝ρqq(0)Aa(t-to)+ρqq(1)[Aa(t-to-Tp)+Aa(t-to+Tp)]+ρqq(2)[Aa(t-to-2Tp)+Aa(t-to+2Tp)]+ρqq(3)[Aa(t-to-3Tp)+Aa(t-to+3Tp)]按如上所述，第三和第四序列處于互補(bǔ)關(guān)系，于是ρpp(0)＝ρqq(0)
ρpp(1)＝-ρqq(1)ρpp(2)＝-ρqq(2)ρpp(3)＝-ρqq(3)因此，Caapp(t)+Caaqq(t)＝2ρpp(0)Aa(t-to)(12)從方程式(12)顯然可見，如果第一基本單元壓縮脈沖Aa(t-to)實(shí)際上具有小的旁瓣的話，那么壓縮脈沖C＝Caapp(t)+Caaqq(t)實(shí)質(zhì)上也具有小的旁瓣。
由于Barker序列是一種公知的序列，其自相關(guān)函數(shù)具有小的旁瓣，故這種Barker序列可用作第一序列{a}，以便當(dāng)?shù)诙蛄胁挥脮r(shí)，能減少脈沖C的旁瓣。
另外，除了第二序列以外，還有一種變換也不采用第四序列{q}。
在這種情況下，發(fā)射信號(hào)S僅包含第一發(fā)射信號(hào)Sap(t)，與此同時(shí)，回波信號(hào)R僅包含第一回波信號(hào)Rap(t)。第一相關(guān)器11的相關(guān)結(jié)果只是Caap(t)，它是由第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)和第一回波信號(hào)Rap(t)提供的。第二相關(guān)器12的相關(guān)結(jié)果或壓縮脈沖C僅有Caapp(t)，如圖20所示，它是由結(jié)果Caap(t)和第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)所提供的。
結(jié)果Caapp(t)可按方程式(11)表示，即Caapp(t)＝ρpp(0)Aa(t-to)+ρpp(1)[Aa(t-to-Tp)+Aa(t-to+Tp)]+ρpp(2)[Aa(t-to-2Tp)+Aa(t-to+2Tp)]+ρpp(3)[Aa(t-to-3Tp)+Aa(t-to+3Tp)]如果自相關(guān)函數(shù)值ρpp(0)遠(yuǎn)大于其它ρpp(1)至ρpp(3)的值，如果基本單元壓縮脈沖Aa(t-to)在t＝to(主瓣)及其附近，其幅度遠(yuǎn)大于在其它時(shí)間t(旁瓣)的幅度，那么盡管壓縮脈沖Caapp(t)如圖20所示具有一定幅度的旁瓣，從上述方程式顯然可見，其旁瓣的幅度是可降到足夠低的。
作為第一個(gè)變換，這后一個(gè)條件顯然可以由視為Barker序列的序列{a}來滿足。因此，如果將Barker序列用作第一序列{a}，同時(shí)第三序列{p}的自相關(guān)函數(shù)在i＝0時(shí)比之其它i≠0時(shí)具有足夠大的數(shù)值，那么第二種變換就可以產(chǎn)生類似于第一個(gè)實(shí)施例中的優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，由于壓縮脈沖C僅含Caapp(t)，在第一個(gè)實(shí)施例中的加法器15則可以忽視，如圖43所示。
不用說，上述與第一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的各種變換也可應(yīng)用于第二至第六個(gè)實(shí)施例中。
在迄今已作介紹的各個(gè)實(shí)施例中，第一和第二序列{a}和的長度M為8，而第三和第四序列{p}和{q}的長度N為4。對(duì)于長度M和N，任何自然數(shù)都可以用。
例如，假定第一基本單元信號(hào)被用作第一基準(zhǔn)信號(hào)，而且在時(shí)間持續(xù)期δ內(nèi)存在K1個(gè)取樣點(diǎn)，令每個(gè)長度M和N為包括1在內(nèi)的任何自然數(shù)。
在TP＝Mδ的情況下，第一相關(guān)器11可以按圖27的類似方法，由一個(gè)具有M×K1個(gè)輸出頭的延遲線11a，連接到延遲線11a各個(gè)輸出頭的M×K1個(gè)乘法器11b，以及一個(gè)擁有M×K1個(gè)輸入端的加法器11c所構(gòu)成。第二相關(guān)器12可以按圖28的類似方法，由一個(gè)具有(N-1)×M×K1個(gè)輸出頭的延遲線12a，N個(gè)連接到延遲線12a輸出頭(每第M×K1個(gè)接頭接一個(gè))的乘法器，以及一個(gè)擁有N個(gè)輸入端的加法器12C構(gòu)成。
同上述實(shí)施例比較，傳統(tǒng)裝置中的相關(guān)器10(圖4)需要一個(gè)具有M×N×K1個(gè)輸出頭的延遲線10a，M×N×K1個(gè)連接到相應(yīng)輸出頭的乘法器10b和一個(gè)擁有M×N×K1個(gè)輸入端的加法器10C，以獲得與上述實(shí)施例中相同的效果，這樣就需要大量的乘法器和眾多輸入端的加法器。
接下來考慮TP＞Mδ或TP＜Mδ的情況。假如在這些情況中，時(shí)間持續(xù)期Tp內(nèi)存在K2個(gè)取樣點(diǎn)，則第一相關(guān)器11可按圖27的類似方法，由一個(gè)具有M×K1個(gè)輸出頭的延遲線11a，M×K1個(gè)連接到延遲線11a相應(yīng)輸出頭的乘法器11b和一個(gè)擁有M×K1個(gè)輸入端的加法器11C所構(gòu)成。第二相關(guān)器12可按圖28的類似方法，由一個(gè)具有(N-1)×k2個(gè)輸出頭的延遲線12a，N個(gè)連接到延遲線12a輸出頭(每第K2個(gè)接頭接一個(gè))的乘法器和一個(gè)擁有N個(gè)輸入端的加法器12C所構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)可以提供與上述實(shí)施例中類似的優(yōu)點(diǎn)。即與相應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)比較，可減少大量的乘法器和加法器輸入端數(shù)。
注意，如果M＝1，第一和第二基本單元信號(hào)的波形即相同于諸如矩形波、準(zhǔn)矩形波、正弦波、具有平坦曲線的波或振蕩波等一類的單個(gè)波形。因此，在這種情況下，第一相關(guān)器11在第一和第三個(gè)實(shí)施例中即可省去。在第二、第四、第五和第六個(gè)實(shí)施例中，第一相關(guān)器11可留作一個(gè)匹配濾波器或一個(gè)準(zhǔn)匹配濾波器。在N＝1的情況下，第二相關(guān)器12可在第一至第六個(gè)實(shí)施例中省去。
此外，一般來說，假如在第一基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)期內(nèi)存在K3個(gè)取樣點(diǎn)，在時(shí)期TP內(nèi)存在K2個(gè)取樣點(diǎn)的話，則第一相關(guān)器11可按圖27的類似方法，由一個(gè)具有K3個(gè)輸出頭的延遲線11a，K3個(gè)連接到延遲線11a相應(yīng)輸出頭的乘法器11b和一個(gè)擁有K3條輸入端的加法器11c所構(gòu)成。第二相關(guān)器12可按圖28的類似方法，由一個(gè)具有(N-1)×K2個(gè)輸出頭的延遲線12a，N個(gè)連接到延遲線12a輸出頭(每第K2個(gè)接頭接一個(gè))的乘法器12b和擁有N個(gè)輸入端的加法器12c所構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)也具有與上述實(shí)施例類似的功能和優(yōu)點(diǎn)。
在上述相應(yīng)的實(shí)施例中，脈沖響應(yīng)h(t)是一個(gè)δ函數(shù)。本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，當(dāng)h(t)為一個(gè)任意函數(shù)，例如一種具有振蕩波形部分的函數(shù)時(shí)，可以期望得到與這些實(shí)施例類似的功能和效果。
在上述相應(yīng)的實(shí)施例中，第一和第二序列屬于互補(bǔ)關(guān)系。本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，當(dāng)?shù)谝缓偷诙締卧獕嚎s脈沖成為互補(bǔ)關(guān)系時(shí)，可以期望到與這些實(shí)施例類似的功能和效果。
另外，在上述相應(yīng)的實(shí)施例中，第三和第四序列成為互補(bǔ)關(guān)系，但本發(fā)明也并不局限于此。如果第一和第三壓縮脈沖相加的結(jié)果以及第二和第四壓縮脈沖相加的結(jié)果都成為互補(bǔ)關(guān)系，由此使得第一和第二基本單元壓縮脈沖也成為互補(bǔ)關(guān)系時(shí)，可以獲得與這些實(shí)施例類似的功能和效果。
盡管本發(fā)明是就超聲裂縫探測裝置的應(yīng)用進(jìn)行說明，但它也可應(yīng)用于其它裝置，例如超聲診斷裝置。
而且，盡管這種說明是根據(jù)受檢件S與超聲探頭6相接觸這種情況作出的，但受檢件也可以不與超聲探頭相接觸。在這種情況下，超聲波在超聲探頭與受檢件之間的發(fā)射和接收可以通過諸如水之類耦合媒質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明也可以應(yīng)用于一種采用包括一個(gè)超聲探頭陣列的多個(gè)探頭元件的超聲波發(fā)射和接收系統(tǒng)，以及一種利用其它波，例如電磁波的發(fā)射和接收系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種檢查裝置，其特征在于包括用來產(chǎn)生以相應(yīng)第一和第二序列{a}和為基礎(chǔ)的第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)，和包括依次排列的分別以所述信號(hào)ga(t)與第三序列(p)，所述信號(hào)ga(t)與第四序列{q}，所述信號(hào)gb(t)與所述序列(p)以及所述信號(hào)gb(t)與所述序列{q}為基礎(chǔ)的第一至第四發(fā)射信號(hào)Sap(t)、Saq(t)、Sbp(t)和Sbq(t)的一個(gè)合成發(fā)射信號(hào)S的發(fā)生器裝置；用來發(fā)射由所述發(fā)生器裝置產(chǎn)生的復(fù)合發(fā)射信號(hào)S至物體的發(fā)射裝置；用來接收從所述物體反射的回波，以提供一個(gè)由與所述各個(gè)發(fā)射信號(hào)Sap(t)、Saq(t)、Sbp(t)和Sbq(t)相對(duì)應(yīng)的第一至第四回波信號(hào)Rap(t)、Raq(t)、Rbp(t)和Rbq(t)組成的復(fù)合回波信號(hào)R的接收裝置；用來對(duì)由所述接收裝置通過利用一個(gè)以所述序列{a}為基礎(chǔ)的第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)所提供的所述回波信號(hào)Rap(t)和Raq(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以提供第一和第二相關(guān)結(jié)果Caap(t)和Caaq(t)和用來對(duì)由所述接收裝置通過利用一個(gè)以所述序列為基礎(chǔ)的第二基準(zhǔn)信號(hào)Ub(t)所提供的所述回波信號(hào)Rbp(t)和Rbq(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以提供第三和第四相關(guān)結(jié)果Cbbp(t)和Cbbq(t)的第一相關(guān)器裝置；用來對(duì)由所述第一相關(guān)器裝置通過利用一個(gè)以所述序列{p}為基礎(chǔ)的第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)所提供的所述結(jié)果Caap(t)和Cbbp(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以提供第一和第二壓縮脈沖Caapp(t)和Cbbpp(t)和用來對(duì)由所述第一相關(guān)器裝置通過利用一個(gè)以所述序列(q)為基礎(chǔ)的第四基準(zhǔn)信號(hào)Uq(t)所提供的所述結(jié)果Caaq(t)和Cbbq(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以提供第三和第四壓縮脈沖Caaqq(t)和Cbbqq(t)的第二相關(guān)器裝置；以及用來對(duì)由所述第二相關(guān)器裝置所提供的所述壓縮脈沖Caapp(t)、Cbbpp(t)、Caaqq(t)和Cbbqq(t)進(jìn)行相加，以提供一個(gè)復(fù)合壓縮脈沖C，并借此使所述復(fù)合壓縮脈沖C的主瓣電平令人滿意的變大，而使其旁瓣電平實(shí)際上成為零的加法器裝置。
2.一種如權(quán)利要求1所述的檢查裝置，其特征在于所述第一和第二序列｛a}和{b｝具有同量的第一種和第二種的分量，而且這些序列處于互補(bǔ)關(guān)系，所述第三和第四序列｛p｝和{q}具有同量的第一種和第二種的分量，而且這些序列處于互補(bǔ)關(guān)系。
3.一種如權(quán)利要求2所述的檢查裝置，其特征在于所述發(fā)生器裝置包括按所述第一和第二序列{a}和的所述分量對(duì)一種波信號(hào)進(jìn)行幅度編碼的裝置，從而使所述第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)具有用所述序列｛a}和進(jìn)行幅度編碼的波形。
4.一種如權(quán)利要求3所述的檢查裝置，其特征在于所述波信號(hào)具有一個(gè)單一矩形波信號(hào)，所述第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)包括分配至所述第一和第二序列{a}和｛b}的所述第一種分量的所述矩形波信號(hào)和分配至所述序列{a}和｛b}的所述第二種分量，通過將所述矩形波信號(hào)乘以-1而獲得的反相單一矩形波信號(hào)。
5.一種如權(quán)利要求2所述的檢查裝置，其特征在于所述發(fā)生器裝置包括了按所述第一和第二序列{a}和的所述分量對(duì)一波動(dòng)信號(hào)進(jìn)行相位編碼的裝置，由此使第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)具有分別用所述序列{a}和作相位編碼的波形。
6.一種如權(quán)利要求5所述的檢查裝置，其特征在于所述波信號(hào)具有一個(gè)單一波信號(hào)，所述第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)包括分配至所述第一和第二序列{a}和的所述第一種分量的所述單一波信號(hào)和分配至所述序列{a}和所述第二種分量，通過將所述單一波信號(hào)乘以-1而獲得的反相單一波信號(hào)。
7.一種如權(quán)利要求6所述的檢查裝置，其特征在于所述單一波信號(hào)是一種單一矩形波信號(hào)。
8.一種如權(quán)利要求6所述的檢查裝置，其特征在于所述單一波信號(hào)是一種振蕩波信號(hào)。
9.一種如權(quán)利要求2所述的檢查裝置，其特征在于所述第一和第二發(fā)射信號(hào)Sap(t)和Saq(t)分別包括分配至所述第三和第四序列{p}和{q}所述第一種分量的所述第一基本單元信號(hào)ga(t)和分配至所述序列{p}和{q}所述的第二種分量，通過將所述信號(hào)ga(t)乘以-1而獲得的反相第一基本單元信號(hào)一ga(t);所述第三和第四發(fā)射信號(hào)Sbp(t)和Sbq(t)分別包括分配至所述序列{p}和{q}所述第一種分量的所述第二基本單元信號(hào)gb(t)和分配至所述序列{p}和{q}所述的第二種分量，通過將所述信號(hào)gb(t)乘以一1而獲得的反相第二基本單元信號(hào)一gb(t)。
10.一種如權(quán)利要求1所述的檢查裝置，其特征在于所述第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)和Ub(t)分別具有相同或類似于所述第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)中的波形。
11.一種如權(quán)利要求1所述的檢查裝置，其特征在于當(dāng)所述發(fā)射裝置分別由所述第一和第二基本單元信號(hào)ga(t)和gb(t)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)和Ub(t)具有相同或類似于通過由所述物體反射到所述接收裝置而獲得的回波信號(hào)的波形。
12.一種如權(quán)利要求1所述的檢查裝置，其特征在于所述第三和第四基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)和Uq(t)分別具有相同或類似于通過用所述第三和第四序列{p}和{q}對(duì)一個(gè)波信號(hào)進(jìn)行幅度編碼所獲得的信號(hào)的波形。
13.一種檢查裝置，其特征在于包括用來產(chǎn)生以第一序列{a}為基礎(chǔ)的一個(gè)基本單元信號(hào)ga(t)和包括依次排列的分別以所述信號(hào)ga(t)與第二序列(p}，所述信號(hào)ga(t)與第三序列{q}為基礎(chǔ)的第一和第二發(fā)射信號(hào)Sap(t)和Saq(t)的一個(gè)復(fù)合發(fā)射信號(hào)S的發(fā)生器裝置;用來發(fā)射由所述發(fā)生器裝置產(chǎn)生的所述復(fù)合發(fā)射信號(hào)S至物體的發(fā)射裝置;用來接收從所述物體反射的回波，以提供一個(gè)包括與所述相應(yīng)發(fā)射信號(hào)Sap(t)和Saq(t)相對(duì)應(yīng)的第一和第二回波信號(hào)Rap(t)和Raq(t)在內(nèi)的復(fù)合回波信號(hào)R的接收裝置;用來對(duì)由所述接收裝置通過利用一個(gè)以所述序列{a}為基礎(chǔ)的第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)所提供的所述回波信號(hào)Rap(t)和Raq(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以提供第一和第二相關(guān)結(jié)果Caap(t)和Caaq(t)的第一相關(guān)器裝置;用來對(duì)由所述第一相關(guān)器裝置通過利用以所述序列{p}和{q}為基礎(chǔ)的第二和第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)和Uq(t)所提供的所述結(jié)果Caap(t)和Caaq(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以分別提供第一和第二壓縮脈沖Caapp(t)和Caaqq(t)的第二相關(guān)器裝置;以及用來對(duì)由所述第二相關(guān)器裝置所提供的所述壓縮脈沖Caapp(t)和Caaqq(t)進(jìn)行相加，以提供一個(gè)復(fù)合壓縮脈沖C，并借此使所述復(fù)合壓縮脈沖C的主瓣電平令人滿意地變大，而使其旁瓣電平實(shí)際上成為零的加法器裝置。
14.一種如權(quán)利要求13所述的檢查裝置，其特征在于所述第一序列{a}是一種具有第一和第二種分量的Barker序列，所述第二和第三序列{p}和{q}具有同量的第一和第二種分量，而且這些序列是處于互補(bǔ)關(guān)系的。
15.一種如權(quán)利要求14所述的檢查裝置，其特征在于所述發(fā)生器裝置包括按所述序列{a}的所述分量對(duì)一個(gè)波信號(hào)進(jìn)行幅度編碼的裝置，從而使所述信號(hào)ga(t)具有用所述序列{a}進(jìn)行幅度編碼的波形。
16.一種如權(quán)利要求15所述的檢查裝置，其特征在于所述波信號(hào)具有一個(gè)單一矩形波信號(hào)，所述基本單元信號(hào)ga(t)包括分配至所述第一序列{a}所述第一種分量的所述矩形波信號(hào)和分配至所述序列{a}所述的第二種分量，通過將所述矩形波信號(hào)乘以-1而獲得的反相單一矩形波信號(hào)。
17.一種如權(quán)利要求15所述的檢查裝置，其特征在于所述發(fā)生器裝置包括了按所述第一系列{a}的所述分量對(duì)波信號(hào)進(jìn)行相位編碼的裝置，由此使基本單元信號(hào)ga(t)具有用所述序列{a}作相位編碼的波形。
18.一種如權(quán)利要求17所述的檢查裝置，其特征在于所述波信號(hào)具有一個(gè)單一波信號(hào)，所述基本單元信號(hào)ga(t)包括分配至所述第一序列{a}所述第一種分量的所述單一波信號(hào)和分配至所述序列{a}的第二種分量，通過將所述單一波信號(hào)乘以-1而獲得的反向單一波信號(hào)。
19.一種如權(quán)利要求18所述的檢查裝置，其特征在于所述單一波信號(hào)是一種單一矩形波信號(hào)。
20.一種如權(quán)利要求18所述的檢查裝置，其特征在于所述單一波信號(hào)是一種振蕩波信號(hào)。
21.一種如權(quán)利要求14所述的檢查裝置，其特征在于所述第一和第二發(fā)射信號(hào)Sap(t)和Saq(t)分別包括分配至所述第二和第三序列{p}和{q}所述第一種分量的所述第一基本單元信號(hào)ga(t)和分配至所述序列{p}和{q}所述第二種分量，通過將所述信號(hào)ga(t)乘以-1而獲得的反向第一基本單元信號(hào)-ga(t)。
22.一種如權(quán)利要求13所述的檢查裝置，其特征在于所述第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)具有相同或類似于所述基本單元信號(hào)ga(t)的波形。
23.一種如權(quán)利要求13所述的檢查裝置，其特征在于當(dāng)所述發(fā)射裝置由所述基本單元信號(hào)ga(t)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)具有相同或類似于通過由所述物體反射到所述接收裝置而獲得的回波信號(hào)的波形。
24.一種如權(quán)利要求13所述的檢查裝置，其特征在于所述第二和第三基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)和Uq(t)分別具有相同或類似于通過用所述第二和第三序列{p}和{q}對(duì)一波動(dòng)信號(hào)進(jìn)行幅度編碼所獲得的信號(hào)的波形。
25.一種檢查裝置，其特征在于包括用來產(chǎn)生以第一序列{a}為基礎(chǔ)的一個(gè)基本單元信號(hào)ga(t)和以所述信號(hào)ga(t)和第二序列{p}為基礎(chǔ)的一個(gè)發(fā)射信號(hào)Sap(t)的發(fā)生器裝置;用來發(fā)射由所述發(fā)生器裝置產(chǎn)生的所述信號(hào)Sap(t)至物體的發(fā)射裝置;用來接收從所述物體反射的回波，以提供一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述信號(hào)Sap(t)的回波信號(hào)Rap(t);用來對(duì)由所述接收裝置通過利用一個(gè)以所述序列{a}為基礎(chǔ)的第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)所提供的所述回波信號(hào)Rap(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以提供一個(gè)相關(guān)結(jié)果Caap(t)的第一相關(guān)器裝置;以及用來對(duì)由所述第一相關(guān)器裝置通過利用以所述序列{p}為基礎(chǔ)的第二基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)所提供的所述結(jié)果Caap(t)進(jìn)行相關(guān)處理，以提供一個(gè)壓縮脈沖Caapp(t)的第二相關(guān)器裝置。
26.一種如權(quán)利要求25所述的檢查裝置，其特征在于所述第一序列{a}是一種具有第一和第二種分量的Barker序列，所述第二序列{p}具有第一和第二種分量并具有一個(gè)自相關(guān)函數(shù)ρpp(i)，與其它(i≠0)情況時(shí)比較，該函數(shù)在i＝0時(shí)為足夠大。
27.一種如權(quán)利要求26所述的檢查裝置，其特征在于所述發(fā)生器裝置包括按所述序列{a}的所述分量對(duì)一波信號(hào)進(jìn)行幅度編碼的裝置，從而使所述信號(hào)ga(t)具有用所述序列{a}進(jìn)行幅度編碼的波形。
28.一種如權(quán)利要求27所述的檢查裝置，其特征在于所述波信號(hào)具有一個(gè)單一矩形波信號(hào)，所述基本單元信號(hào)ga(t)包括分配至所述第一序列{a}所述第一種分量的所述矩形波信號(hào)和分配至所述序列{a}所述第二種分量，通過將所述矩形波信號(hào)乘以-1而獲得的反相單一矩形波信號(hào)。
29.一種如權(quán)利要求27所述的檢查裝置，其特征在于所述發(fā)生器裝置包括了按所述第一序列{a}的所述分量對(duì)一波信號(hào)進(jìn)行相位編碼的裝置，從而使基本單元信號(hào)ga(t)具有用所述序列{a}作相位編碼的波形。
30.一種如權(quán)利要求29所述的檢查裝置，其特征在于所述波信號(hào)具有一單一波信號(hào)，所述基本單元信號(hào)ga(t)包括分配至所述第一序列{a}所述第一種分量的所述單一波信號(hào)和分配至所述序列{a}的第二種分量，通過將所述單一波信號(hào)乘以-1而獲得的反向單一波信號(hào)。
31.一種如權(quán)利要求30所述的檢查裝置，其特征在于所述單一波信號(hào)是一種單一矩形波信號(hào)。
32.一種如權(quán)利要求30所述的檢查裝置，其特征在于所述單一波信號(hào)是一種振蕩波信號(hào)。
33.一種如權(quán)利要求26所述的檢查裝置，其特征在于所述發(fā)射信號(hào)Sap(t)包括分配至所述第二序列{p}所述第一種分量的所述基本單元信號(hào)ga(t)和分配至所述序列{p}所述第二種分量，通過將所述信號(hào)ga(t)乘以-1而獲得的反向基本單元信號(hào)-ga(t)。
34.一種如權(quán)利要求25所述的檢查裝置，其特征在于所述第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)具有相同于或類似于所述基本單元信號(hào)ga(t)的波形。
35.一種如權(quán)利要求25所述的檢查裝置，其特征在于當(dāng)所述發(fā)射裝置由所述基本單元信號(hào)ga(t)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第一基準(zhǔn)信號(hào)Ua(t)具有相同或類似于通過由所述物體反射到所述接收裝置而獲得的回波信號(hào)的波形。
36.一種如權(quán)利要求25所述的檢查裝置，其特征在于所述第二基準(zhǔn)信號(hào)Up(t)具有相同于或類似于通過用所述第二序列{p}對(duì)一波信號(hào)進(jìn)行幅度編碼所獲得的信號(hào)的波形。
全文摘要
一種利用脈沖壓縮技術(shù)的檢查裝置，其中信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)含有信號(hào)Sap(t)、Saq(t)、Sbp(t)和Sbq(t)的復(fù)合發(fā)射信號(hào)，并通過探頭將復(fù)合發(fā)射信號(hào)發(fā)射到物體。第一相關(guān)器對(duì)回波信號(hào)Rap(t)、Raq(t)、Rbp(t)和Rbq(t)進(jìn)行相關(guān)操作，以提供相關(guān)結(jié)果Caap(t)、Caaq(t)、Cbbp(t)和Cbbq(t)。第二相關(guān)器對(duì)上述相關(guān)結(jié)果Caap(t)、Caaq(t)、Cbbp(t)和Cbbq(t)。再進(jìn)行相關(guān)操作，以提供壓縮脈沖Caapp(t)、Caaqq(t)、Cbbpp(t)和Cbbqq(t)。這些結(jié)果由加法器相加，以提供一個(gè)具有幅度大的主瓣和幅度小的旁瓣的復(fù)合壓縮脈沖C。
文檔編號(hào)G01N22/02GK1071758SQ9110992
公開日1993年5月5日 申請(qǐng)日期1991年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月14日
發(fā)明者和高修三, 永勉, 三須幸一郎, 小池光裕 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社