Gauss-Rees参量超宽带系统
专利汇可以提供Gauss-Rees参量超宽带系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且Gauss－Rees 波形 用在识别物体中，包括：将初级 声波 形对准物体以产生非线性声效应；接收由非线性效果产生的次级小波；以及在识别物体过程中，处理接收的次级小波。通过成分、图像以及最好两者来识别物体。物体可隐藏在容器、地下、 水 下等等中。，下面是Gauss-Rees参量超宽带系统专利的具体信息内容。
1.一种识别物体的方法，该方法包括下列步骤：
将初级声波形对准物体以便通过使用由合成频谱驱动的多个发 射器来产生非线性声效应；
接收由非线性效果产生的次级小波；以及
在识别所述物体过程中处理接收的次级小波。
2.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括：形 成物体的图像。
3.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括：通 过比较接收的次级小波和一个标准来识别材料。
4.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括：形 成图像，以及通过比较接收的次级小波和由来自空气的非线性声效应 产生的次级小波来识别材料。
5.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括：形 成图像，以及通过比较接收的次级小波和由来自水的非线性声效应产 生的次级小波来识别材料。
6.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括：形 成图像，以及通过比较接收的次级小波和由来自陆地的非线性声效应 产生的次级小波来识别材料。
7.如权利要求1所述的方法，其中，接收步骤包括：接收次级 小波作为散射的声能。
8.如权利要求1所述的方法，其中，接收步骤包括：接收次级 小波作为反向散射的声能。
9.如权利要求1所述的方法，其中，接收步骤包括：接收次级 小波作为倾斜散射的声能。
10.如权利要求1所述的方法，其中，接收步骤包括：接收次级 小波作为前向散射的声能。
11.如权利要求1所述的方法，其中，接收步骤包括：在一个以 上的接收机处接收次级小波，以及其中，在识别物体过程中处理接收 的次级小波的步骤包括：形成断层分析图像。
12.如权利要求11所述的方法，其中，形成断层分析图像的步 骤包括形成三维断层分析图像。
13.如权利要求1所述的方法，其中，对准步骤包括：使初级声 波形穿过容器壁到达所述物体。
14.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在接收之前未增 加的波束宽度的初级声波形来执行对准步骤。
15.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在接收之前减小 的波束宽度的初级声波形来执行对准步骤。
16.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 武器。
17.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 放射性物质。
18.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 爆炸物。
19.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 生物材料。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于 10,000分之一的浓度。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于 1,000分之一的浓度。
22.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于 100,000分之一的浓度。
23.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于1 百万分之一的浓度。
24.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于1 千万分之一的浓度。
25.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于1 亿分之一的浓度。
26.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于 10亿分之一的浓度。
27.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于 100亿分之一的浓度。
28.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于 100亿分之一的浓度。
29.如权利要求19所述的方法，其中，所述生物材料具有低于1 万亿分之一的浓度。
30.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 化学制品。
31.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 毒品。
32.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 法律禁止的多种物体之一。
33.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 地雷。
34.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 水雷。
35.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 考古现场。
36.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 管道。
37.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 地下成分。
38.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 成分的指示。
39.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括识别 烃的指示。
40.如权利要求1所述的方法，其中，识别烃的步骤。
41.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括形成 陆地地震分层图像。
42.如权利要求1所述的方法，其中，识别物体的步骤包括形成 海水分层图像。
43.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在容器中的物体。
44.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在一件行李中的物体。
45.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在货物容器中的物体。
46.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在机动车中的物体。
47.如权利要求46所述的方法，其中，通过包括卡车的机动车 来执行将初级声波形对准物体的步骤。
48.如权利要求46所述的方法，其中，通过包括汽车的机动车 来执行将初级声波形对准物体的步骤。
49.如权利要求46所述的方法，其中，通过除卡车和除小汽车 外的机动车来执行将初级声波形对准物体的步骤。
50.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在水艇中的物体。
51.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在飞机中的物体。
52.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在核反应堆中的物体。
53.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在人体上的物体。
54.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在人体中的物体。
55.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在建筑物中的物体。
56.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在地下的物体。
57.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在水下的物体。
58.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在金属容器中的物体。
59.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在具有至少1/4英寸厚度的容器中的物体。
60.如权利要求1所述的方法，其中，将初级声波形对准物体的 步骤包括：将脉冲对准隐藏在具有至少1/8英寸厚度的容器中的物体。
61.如权利要求1所述的方法，进一步包括将初级声波形整形为 通过足够的直流偏移被时间微分的高斯包络，而没有包络为负的步骤。
62.如权利要求61所述的方法，进一步包括使用所述包络来调 幅正弦载波的步骤。
63.如权利要求62所述的方法，进一步包括通过酉脉冲来选通 调幅的正弦载波的步骤。
64.如权利要求61所述的方法，进一步包括步骤：
通过时间微分发射器远场中的包络的非线性声效应来标准化初 级波的次级小波。
65.如权利要求64所述的方法，其中，所述处理步骤包括区分 由物体引起的次级小波的失真。
66.如权利要求65所述的方法，其中，所述处理步骤包括在识 别物体过程中特征化所述失真。
67.如权利要求1所述的方法，其中，所述处理步骤包括分开弹 性散射和非弹性散射。
68.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有未认识的载波的 小波来执行接收次级小波的步骤。
69.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收步骤包括将非线 性效果辨别为与弹性散射有关。
70.如权利要求69所述的方法，其中，所述辨别步骤包括辨别 非线性系数与体积模量之比。
71.如权利要求69所述的方法，其中，通过为一阶非线性系数 与体积模量之比的比率来执行所述辨别步骤，以及其中，所述辨别步 骤还包括辨别二阶非线性系数与体积模量的第二比率。
72.如权利要求69所述的方法，其中，所述辨别步骤包括将次 级小波与对空气标准化的小波进行比较。
73.如权利要求69所述的方法，其中，所述辨别步骤包括将次 级小波与对水标准化的小波进行比较。
74.如权利要求69所述的方法，其中，所述辨别步骤包括将次 级小波与对陆地标准化的小波进行比较。
75.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收步骤包括将非线 性效果辨别为与非弹性散射有关。
76.如权利要求75所述的方法，进一步包括执行由次级小波激 发的非线性响应的频谱分析的步骤。
77.如权利要求1所述的方法，其中，所述识别步骤包括确定物 体存在。
78.如权利要求1所述的方法，其中，所述识别步骤包括确定物 体不存在。
79.如权利要求1所述的方法，其中，所述对准步骤包括从气垫 船对准。
80.如权利要求1所述的方法，其中，所述对准步骤包括从无人 驾驶飞机对准。
81.如权利要求1所述的方法，其中，所述对准步骤包括从浮标 对准。
82.如权利要求1所述的方法，其中，所述对准步骤包括从手持 装置对准。
83.如权利要求1所述的方法，其中，所述对准步骤包括从收费 所装置对准。
84.如权利要求1所述的方法，其中，所述对准步骤包括从通道 装置对准。
85.如权利要求1所述的方法，其中，对准步骤包括从垂直通道 装置对准。
86.如权利要求1所述的方法，其中，所述对准步骤包括从水平 通道装置对准。
87.如权利要求1所述的方法，进一步包括相对于所述物体移动 对准初级声波形的装置的步骤。
88.如权利要求1所述的方法，进一步包括相对于对准初级声波 形的装置移动所述物体的步骤。
89.如权利要求1所述的方法，进一步包括移动物体和对准初级 声波形的装置两者，以及调整相对运动的步骤。
90.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在40-80KHz范 围内的频率的初级声波形来执行所述对准步骤。
91.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在20-40KHz范 围内的频率的初级声波形来执行所述对准步骤。
92.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在25-30KHz范 围内的频率的初级声波形来执行所述对准步骤。
93.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在2-4KHz范围 内的频率的初级声波形来执行所述对准步骤。
94.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在909-1,091Hz 范围内的频率的初级声波形来执行所述对准步骤。
95.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在2.5-7.5Hz范 围内的频率的次级小波来执行所述对准步骤。
96.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在0-40kz以上 范围内的波长的次级小波来执行所述接收步骤。
97.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在0至20kz以 上范围内的带宽的次级小波来执行所述接收步骤。
98.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在0至2kz以上 范围内的带宽的次级小波来执行所述接收步骤。
99.如权利要求1所述的方法，其中，通过具有在91至273Hz 以上范围内的带宽的次级小波来执行所述接收步骤。
100.如权利要求1所述的方法，其中，所述处理步骤包括处理 接收的次级小波以形成像素。
如权利要求1所述的方法，其中，所述处理步骤包括处理 接收的次级小波以形成三维像素。
如权利要求101所述的方法，进一步包括识别多个像素的 每一个中的所述物体。
如权利要求1所述的方法，进一步包括通过不与物体的容 器接触的换能器按理产生初级声波的步骤。
如权利要求1所述的方法，其中，通过在发射器的远场中 发射的仅一个发射器来执行对准初级声波形的步骤。
如权利要求1所述的方法，其中，通过在由发射器形成的 阵列的远场中发射的多个发射器，来执行对准初级声波形的步骤。
如权利要求1所述的方法，其中，通过邻近滤波器来执行 所述对准步骤，每个所述滤波器具有唯一通带并对应于阵列中的发射 器。
如权利要求1所述的方法，其中，通过邻近滤波器来执行 对准步骤，每个所述滤波器具有唯一通带并对应于阵列中的发射器， 并进一步包括步骤：
形成放大初级声波形的相干重构的焦点区。
如权利要求107所述的方法，其中，所述接收步骤包括均 衡由壁与物体的容器引起的阻抗不匹配的步骤。
如权利要求108所述的方法，其中，所述对准步骤包括均 衡所述阻抗不匹配的步骤。
110.如权利要求109所述的方法，其中，所述对准和接收步骤 包括修改反馈以执行所述均衡步骤。
111.如权利要求1所述的方法，其中，所述物体是元素。
112.如权利要求1所述的方法，其中，所述物体是分子。
113.如权利要求1所述的方法，其中，所述物体是同位素。
114.如权利要求1至113的任何一个所述的方法，进一步包括 步骤：
去卷积以便克服阻抗断续性。
115.一种识别物体的方法，该方法包括下列步骤：
使初级声波形对准物体以产生非线性声效应；
接收由所述非线性效应产生的次级小波；
去卷积以克服阻抗断续性；以及
在识别物体过程中处理接收的次级小波。
116.一种识别物体的装置，该装置包括：
用于将初级声波形对准物体以便通过使用由合成频谱驱动的多 个发射器来产生非线性声效应的部件；
用于接收由所述非线性效应产生的次级小波的部件；以及
用于处理接收的次级小波以便产生物体标识的部件。
117.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于形成物体的图像的部件。
118.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于通过比较接收的次级小波和标 准来识别材料的部件。
119.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于形成图像以及通过比较接收的 次级小波和由来自空气的非线性声效应产生的次级小波来识别材料的 部件。
120.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于形成图像以及通过比较接收的 次级小波和由来自水的非线性声效应产生的次级小波来识别材料的部 件。
121.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于形成图像以及通过比较接收的 次级小波和由来自陆地的非线性声效应产生的次级小波来识别材料的 部件。
122.如权利要求116所述的装置，其中，用于接收的部件包括 用于接收次级小波作为散射的声能的部件。
123.如权利要求116所述的装置，其中，用于接收的部件包括 用于接收次级小波作为反向散射的声能的部件。
124.如权利要求116所述的装置，其中，用于接收的部件包括 用于接收次级小波作为倾斜散射的声能的部件。
125.如权利要求116所述的装置，其中，用于接收的部件包括 用于接收次级小波作为前向散射的声能的部件。
126.如权利要求116所述的装置，其中，用于接收的部件包括 用于在一个以上的接收机处接收次级小波的部件，以及其中，用于处 理接收的次级小波的部件包括用于形成物体的断层分析图像的部件。
127.如权利要求126所述的装置，其中，用于形成断层分析图 像的部件包括用于形成三维断层分析图像的部件。
128.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 用于使初级声波形穿过容器壁到达物体的部件。
129.如权利要求116所述的装置，其中，所述初级声波形具有 在接收前未增加的波束宽度。
130.如权利要求116所述的装置，其中，所述初级声波形具有 在接收前减小的波束宽度。
131.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括武器。
132.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括放射性 物质。
133.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括爆炸物。
134.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括生物材 料。
135.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于10,000分之一的浓度。
136.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于1,000分之一的浓度。
137.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于100,000分之一的浓度。
138.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于1百万分之一的浓度。
139.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于1千万分之一的浓度。
140.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于1亿分之一的浓度。
141.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于10亿分之一的浓度。
142.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于100亿分之一的浓度。
143.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于100亿分之一的浓度。
144.如权利要求134所述的装置，其中，所述生物材料具有低 于1万亿分之一的浓度。
145.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括化学制 品。
146.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括毒品。
147.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括法律所 禁止的。
148如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括地雷。
149.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括水雷。
150.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括考古现 场。
151.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括管道。
152.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括地下成 分。
153.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括成分的 指示。
154.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括烃的指 示。
155.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体包括烃。
156.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于形成陆地地震分层图像的部 件。
157.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于形成海水分层图像的部件。
158.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在容器中的物体的部件。
159.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在一件行李中的物体的部件。
160.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在货物容器中的物体的部件。
161.如权利要求116所述的装置，其中，所述机动车包括将脉 冲对准隐藏在机动车中的物体。
162.如权利要求161所述的装置，其中，所述机动车包括卡车。
163.如权利要求161所述的装置，其中，所述机动车包括汽车。
164.如权利要求161所述的装置，其中，所述机动车包括除卡 车和除小汽车外的机动车。
165.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在水艇中的物体的部件。
166.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在飞机中的物体的部件。
167.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在核反应堆中的物体的部件。
168.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在人体上的物体的部件。
169.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在人体中的物体的部件。
170.权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对准 物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在建筑物中的物体的部件。
171.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在地下的物体的部件。
172.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在水下的物体的部件。
173.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在金属容器中的物体的部件。
174.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在具有至少1/4英寸厚度的容 器中的物体的部件。
175.如权利要求116所述的装置，其中，用于将初级声波形对 准物体的部件包括用于将脉冲对准隐藏在具有至少1/8英寸厚度的容 器中的物体的部件。
176.如权利要求116所述的装置，进一步包括用于将初级声波 形整形为通过足够的直流偏移被时间微分的高斯包络，而没有包络为 负的部件。
177.如权利要求176所述的装置，其中，用于将初级声波形整 形为高斯包络的部件包括用于使用所述包络来调幅正弦载波的部件。
178.如权利要求177所述的装置，其中，用于使用所述包络的 部件包括用于通过酉脉冲来选通调幅的正弦载波的部件。
179.如权利要求176所述的装置，进一步包括用于通过时间微 分发射器远场中的包络的非线性声效应，来标准化初级波的次级小波 的部件。
180.如权利要求179所述的装置，其中，用于处理的部件包括 用于区分由物体引起的次级小波的失真的部件。
181.如权利要求180所述的装置，其中，用于处理的部件包括 用于在产生物体的标识的过程中特征化所述失真的部件。
182.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理的部件包括 用于分开弹性散射和非弹性散射的部件。
183.如权利要求116所述的装置，其中，所述次级小波具有未 认识的载波。
184.如权利要求116所述的装置，其中，用于接收的部件包括 用于将非线性效果辨别为与弹性散射有关的部件。
185.如权利要求184所述的装置，其中，用于辨别的部件包括 用于辨别非线性系数与体积模量之比的部件。
186.如权利要求184所述的装置，其中，所述比率为一阶非线 性系数与体积模量之比，以及其中，用于辨别的部件包括用于辨别二 阶非线性系数与体积模量的第二比率的部件。
187.如权利要求184所述的装置，其中，用于辨别的部件包括 用于比较次级小波和对空气标准化的小波的部件。
188.如权利要求184所述的装置，其中，用于辨别的部件包括 用于比较次级小波和对水标准化的小波的部件。
189.如权利要求184所述的装置，其中，用于辨别的部件包括 用于比较次级小波和对陆地标准化的小波的部件。
190.如权利要求116所述的装置，其中，用于接收的部件包括 用于将非线性效果辨别为与非弹性散射有关的部件。
191.如权利要求190所述的装置，进一步包括用于执行由次级 小波激发的非线性响应的频谱分析的部件。
192.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于确定物体是否存在的部件。
193.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理接收的次级 小波以便产生物体标识的部件包括用于确定物体是否不存在的部件。
194.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 气垫船。
195.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 无人驾驶飞机。
196.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 浮标。
197.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 手持装置。
198.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 收费所装置。
199.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 通道装置。
200.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 垂直通道装置。
如权利要求116所述的装置，其中，用于对准的部件包括 水平通道装置。
如权利要求116所述的装置，进一步包括用于相对于物体 移动用于对准初级声波形的装置的部件。
如权利要求116所述的装置，进一步包括用于相对于用于 对准初级声波形的装置移动所述物体的部件。
如权利要求116所述的装置，进一步包括用于移动物体和 对准初级声波形的装置两者以及调整相对运动的部件。
如权利要求116所述的装置，其中，所述初级声波形具有 在40-80KHz范围内的频率。
如权利要求116所述的装置，其中，所述初级声波形具有 在20-40KHz范围内的频率。
如权利要求116所述的装置，其中，所述初级声波形具有 在25-30KHz范围内的频率。
如权利要求116所述的装置，其中，所述初级声波形具有 在2-4KHz范围内的频率。
如权利要求116所述的装置，其中，所述初级声波形具有 在909-1,091Hz范围内的频率。
210.如权利要求116所述的装置，其中，所述次级小波具有在 2.5-7.5Hz范围内的频率。
211.如权利要求116所述的装置，其中，所述次级小波具有在 0-40kz以上范围内的波长。
212.如权利要求116所述的装置，其中，所述次级小波具有在0 至20kz以上范围内的带宽。
213.如权利要求116所述的装置，其中，所述次级小波具有在0 至2kz以上范围内的带宽。
214.如权利要求116所述的装置，其中，所述次级小波具有在 91至273Hz以上范围内的带宽。
215.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理的部件包括 用于处理接收的次级小波以形成像素的部件。
216.如权利要求116所述的装置，其中，用于处理的部件包括 用于处理接收的次级小波以形成三维像素的部件。
217.如权利要求216所述的装置，进一步包括用于识别多个像 素的每一个中的物体的部件。
218.如权利要求116所述的装置，进一步包括用于通过不与物 体的容器接触的换能器来产生所述初级声波的部件。
219.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准初级声波形 的部件包括在发射器的远场中发射的仅一个发射器。
220.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准初级声波形 的部件包括在发射器形成的阵列的远场中发射的多个发射器。
221.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准初级声波形 的部件包括邻近滤波器，每个所述滤波器具有唯一通带并对应于阵列 中的发射器。
222.如权利要求116所述的装置，其中，用于对准初级声波形 的部件包括邻近滤波器，每个所述滤波器具有唯一通带并对应于阵列 中的发射器，以及进一步包括用于形成放大所述初级声波形的相干重 构的焦点区的部件。
223.如权利要求222所述的装置，其中，用于接收的部件包括 用于均衡由壁到物体的容器引起的阻抗不匹配的部件。
224.如权利要求223所述的装置，其中，用于对准的部件包括 用于均衡所述阻抗不匹配的部件。
225.如权利要求224所述的装置，其中，用于对准的部件和用 于接收的部件包括用于修改反馈以执行均衡的部件。
226.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体是元素。
227.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体是分子。
228.如权利要求116所述的装置，其中，所述物体是同位素。
229.如权利要求116至228的任何一个所述的装置，进一步包 括：
用于去卷积以克服阻抗断续性的部件。
230.一种识别物体的装置，该装置包括：
用于将初级声波形对准物体以便产生非线性声效应的部件；
用于接收由所述非线性效应产生的次级小波的部件；
用于去卷积以便克服阻抗断续性的部件；以及
用于在识别物体过程中处理接收的次级小波的部件。
231.如权利要求116至230的任何一个所述的装置，其中，所 述用于接收的部件由可操作地与宽带自适应均衡器通信的自解调次级 准Ricker小波信号计算机构成，所述均衡器可操作地与宽带低噪声放 大器通信，所述放大器可操作地与宽带麦克风通信。
232.如权利要求116至230的任何一个所述的装置，其中，所 述用于对准的部件由可操作地与N组连续带通滤波器通信的主自适应 波调制计算机构成，所述滤波器可操作地与用于每频率槽自适应振幅 和相位均衡的部件通信，所述用于均衡的部件可操作地与N组聚焦时 延移位寄存器通信，所述N组寄存器可操作地与N组小波散射功率放 大器通信，所述放大器可操作地与N组波源级发射器通信。
233.如权利要求116至230的任何一个所述的装置，其中，所 述用于处理的部件由可操作地与声Raman分子散射频谱处理器、B/A， C/A，...比连续小波变换器信号处理器、弹性/非弹性散射图像/材料属 性判定逻辑通信的合成器和波形扫描控制器构成，所述逻辑可操作地 与尖锐的小体积和微量材料属性/缺乏显示器通信。
234.如权利要求116至230的任何一个所述的装置，其中，所 述用于对准的部件包括在远离距离具有热点的多个发射器。
235.如权利要求116所述的装置，进一步包括用于去卷积的部 件，包括识别阻挡层效应的距离选通样本的应用逻辑，可操作地与用 于剩余主小波处理的适应阻抗层穿透FIR滤波器和用于次级小波处理 的适应阻抗层穿透FIR滤波器通信，所述用于剩余主小波处理的滤波 器可操作地与用于初级波形均衡的反FIR滤波器和FIR滤波器振幅和 相位系数的重建z平面频谱部件通信，所述FIR滤波器振幅和相位系 数的重建z平面频谱部件可操作地与反振幅和波状相位系数部件通 信，以及所述用于次级小波处理的适应阻挡层穿透FIR滤波器可操作 地与用于次级小波处理的反FIR滤波器通信。
236.如权利要求230所述的装置，其中，所述用于去卷积的部 件由一个用于去卷织的部件构成，该部件包括识别阻挡层效应的距离 选通样本的应用逻辑，可操作地与用于剩余主小波处理的适应阻抗层 穿透FIR滤波器和用于次级小波处理的适应阻抗层穿透FIR滤波器通 信，所述用于剩余主小波处理的滤波器可操作地与用于初级波形均衡 的反FIR滤波器和FIR滤波器振幅和相位系数的重建z平面频谱部件 通信，所述FIR滤波器振幅和相位系数的重建z平面频谱部件可操作 地与反振幅和波状相位系数部件通信，以及所述用于次级小波处理的 适应阻挡层穿透FIR滤波器可操作地与用于次级小波处理的反FIR滤 波器通信。
技术领域
技术领域是取决于实现的装置、使用方法和制造方法，以及由此 生产的相应产品，以及数据结构、有形嵌入程序指令的计算机可读介 质、制造以及上述的必要媒体，每个属于在下文论述的Guass-Rees 参量超宽带系统。
背景技术
超宽带(UWB)雷达已经被建议为可能的解决方案。不幸的是， 其仅仅检查货物形态的能力通常包含检查许多容器货物的“图像”，而 没有提供某些形式的飞机场行李探询的3维层析成像的优点。同时， UWB雷达由于导电材料中的“趋肤效应”电流而具有严重的损耗， -UWB仅能穿透壁和其它物体的非金属部分，很显然，这是一种局限， 也困扰其用于地面穿透。
其它方法，诸如金属检测器在其能检测的金属方面也非常有限。 其它方法实际上是不切实际的。当然，不能将进入国家的任何东西都 经过色谱分析，例如，色谱分析用在搜索“脏弹”的成分中。
只要说用于识别物体，特别是以一种方式或另一种方式隐藏的物 体的需要如此重大以致涉及国家安全问题就足够了。尽管许多人已经 尝试找出满足这种需要的方法，但还没有完全的成功。
发明内容
最重要的是，认为实施例能适合于解决这些问题。更具体地说， 实施例涉及发现一种在此被称为Gauss-Rees波形的新波形，在下文将 更全面地论述。
然而，通常Gauss-Rees波形能用来便于非线性声波(NLS， Non-Linear Sonic)方法，依赖于非线性声学物理的某些方面。由 Gauss-Rees波形便于偏转到非线性声学是线性(所谓“小信号波动”) 方法的进步，至少由于发现当压力波动感应的应力增加时，声音传播 介质的弹性散射属性变化。注意，材料(诸如空气)中的声速取决于 材料的体积模量(或其在弹性材料常数方面的等效)和密度之比的平 方根。当在其(静态)环境值附近出现明显的压力空间和时间变化时， 这两个材料参数均改变。因此，当传播声压波中的“大信号波动”被传 送到具有适当非线性声属性的介质中时，这种波的峰值振幅行进要快 于其波谷。
根据标记为A，B等等的一些参数，表示该非线性相位波速度相 关性。关于所谓的“并项(condensation)”，这些参数在行进波压力 波动的幂级数扩展中具有原点，所述“并项”是本地介质密度相对于周 围密度的波动除以周围密度所给出的无量纲的量。A系数乘以并项的 一次幂是周围条件下的体积模量，以及具有与压力波动相同的量纲单 位。B系数乘以并项的二次幂(即平方)并除以因子2，其幂级数分 布也表示描述非线性声效应的第一(通常主要)项。高次项进一步描 述非线性声学相互作用的属性。
一般来说，B/A比主要描述在透射探询结构的情况下(或在反向 散射探询结构的情况下，回调)进入并穿过被采样的任何材料的强压 力波的非线性声学相互作用，从而允许材料的非侵入识别。该B/A比 将一个非常类似的材料与另一个唯一区分开来，即，基于它们的非线 性声学材料属性。
通过举例，可以通过比较它们的B/A比来可靠地区分非常类似的 氨基酸。同样地，通过比较它们的复合B/A比，能将氯化钠(岩盐， Nacl)与氯化钾(钾盐，Kcl)分开，即使它们均具有非常类似的立方 结晶格材料以及非常类似的外观。因此，作为非侵入探询的非电离形 式，实施例能提供物体的材料或成分的有效非线性声学识别。
在单正弦传播波的情况下(即所谓的“行进单波”)，当其随时间 流逝空间前进时，变得越来越“锯齿”形。这种形状失真度取决于压力 波动的正-负峰值“摆动”-即，与(静态)周围压力的偏转-多接近所谓 的压力源临界“激震”级(critical shock level)。该临界“激震”级与介质 (在这种情况下为空气)的衰减和传播属性、被传播的波的频率以及 发射声波的换能器的横向尺寸有关。
事实上在空气中，当行波演化成“锯齿”形载波波形时，在该传播 波形的正面出现压力突变。如此，该“锯齿”波的正面的条件开始类似 当飞机达到1马赫时遇到的“激震波阵面”。如果空气或任何其它传播 液体或材料无粘性(即，不应用任何粘滞损耗)，则“锯齿”显示出无 穷小厚的“激震波阵面”，然而，粘滞损耗量控制其厚度。
在水中，在用于以低于水中的声速，即，以低于水中的1马赫行 进的压力感应粒子速度前向运动的“激震波阵面”区域中，出现临界“激 震”。与空气中的该情形相反，水中的条件被称为“弱激震”。无论如何， 发射声波的辐射压力源级(source level)越接近临界“激震”级，非线 性声学效应变得更普遍。一旦达到临界“激震”级，就认为发生了饱和 非线性声学相互作用。
关于如何利用由这种强的单波传输产生的谐波，一种方法是在彼 此非线性相互作用的同时，产生一起行进的两个这种相连正弦波(以 单独的频率振荡)。这被称为双波非线性声波(DW/NLS，Dual-Wave Non-Linear Sonic)方法。作为单波，当波朝向“锯齿”行进波形发展 时，每个单独的等压波产生其自己的谐波分量集，反过来，也开始彼 此交叉作用(即互调)。差频(即次级)波是这些互调产物中最主要 的。应注意到，使用单波的声功率的两倍来将这些等压波形的每一个 引入相对于临界“激震”级的预定源级内。
在识别需要两倍声功率过程中，另一NLS方法发展了使用相对 “扩频”波形的单波声源，以便执行包含在这种声源频谱内的所有频谱 增量对之间的互调。其结果是，最终次级波形(secondary waveform) (或小波(wavelet))的频谱是原始初级波形(primary waveform) 的改进解调形式。因此，存在频率下移到跨越从直流(DC)到接近于 在原始初级波形的载波频率周围产生的最大带宽频移的两倍频率的频 率范围中。这被称为自解调非线性声波(SD/NLS，Self-Demodulated Non-Linear Sonic)方法。
当使用DW/NLS方法时，通过将非重叠“扩频”波形置于每个双 波载波的周围，能获得类似的作用，但是，因为需要两倍声功率，将 损耗进一步的转换效率。实际上，因为还将使用至少二倍传输带宽， 面临另外的声吸收损耗，进一步损耗转换效率。因此，SD/NLS方法 通常优于DW/NLS方法。
NLS方法的另一方面涉及相互作用是限于发射源的近场还是继 续进入其远场。由声辐射发射器的大小(例如，对于轴对称发射器， 诸如活塞，同样地，其是面积)的平方除以初级声波的波长，给出被 称为Rayleigh距离的近场到远场的转变。在初级波频率和发射器大小 使得在达到Rayleigh转变距离之前，相当大部分初级波声功率在传播 介质中被吸收的情况下，这种NLS方法被称为“近场有限”。当初级波 继续在远场中显著地相互作用时，其被称为“远场有限”。此外，如果 声压源级超出临界“激震”级，除了适当的近场或远场描述符外，每一 方法将被认为“饱和有限”。该术语应用于DW/NLS或SD/NLS方法。 实际上，正好在超出临界“激震”级时的情形之上的状态被称为“准饱 和”状态，因为在高于该开始达10dB的区域中，转换效率“变平”，以 及在此之后，出现急剧“下降”。然而，在“准饱和”以下，压力源级每 低于临界“激震”级10dB，转换效率降低10dB。相对于取决于发射器 大小、初级波波长、下移率和每单位距离的主和次级波吸收合成的基 线转换损耗，出现这些降低。用这种方式，由于其与临界“激震”级有 关，可以根据它们的实际初级波源级，来测量转换效率的这些降低。
由于声吸收限制，近场相互作用导致从分布式指数衰减初级波辐 射源集相互作用发射次级波，以形成次级波源的等效指数截锥形“端射 阵列”。同样地，Rutherford波束方向图结果-在中子散射方面核子物 理学家所熟悉的-其是不具有旁瓣的窄波束方向图，其中，当对于“近 场有限”情形出现“饱和极限”时，该Rutherford波束方向图变宽。当 应用“远场限制”时，就此而言，在SD情况下-双波束方向图(所谓的 “乘积”波束方向图)的产物DW产生并与Rutherford方向图空间卷 积。通常，该Rutherford波束方向图足够窄以被认为是空间狄拉克-δ 函数，以便卷积产生乘积方向图。
这些波束方向图属性是高度定向的，由此允许相对小的发射器用 于控制在主频率的横向分辨率，同时稍微提高在次级频率的该分辨率。 不管在5:1的下移率，相当大小的传统非线性声学系统将显示出5: 1的较差横向分辨率的事实，这会发生。该表面上的反论根本不成立， 因为保留横向分辨率是以转换损耗为代价的。
近场或远场限制的另一方面是在如何从一对DW或单个SD初级 波形产生次级波形(或小波)功能中的变化。为论述此，将用其复数 (分析)信号波形来表示实际初级波形或波形。在近场或远场情况下， 次级波形分别与一个信号与另一个的复共轭或其本身的复数乘法所给 出的量的第二或第一时间导数成比例。在DW情况下，一个初级波形 的分析信号乘以另一主信号波形的复共轭。然而，在SD情况下，单 个分析信号乘以其本身的复共轭，即，初级波分析信号形式的绝对值 的平方被双倍或单独时间微分。当“准饱和”发生时，显示出该量的平 方根经受适当的时间微分，由此，在SD情况下，其是有关绝对值。
另一形式的非线性相互作用也是感兴趣的。与材料的弹性非线性 声相互作用相反，它涉及非弹性，并建议使用光Raman散射的声模 拟。与B/A比辨别不同，通过利用在分子级偏移的声子(与声子相反) 能带量子，该所谓的声Raman分子散射方法潜在地能够探询材料， 诸如生物剂的痕量。当通过特定材料的非弹性散射吸收强烈声能时， 该方法示出偏移到更低频率的Stokesian线，或当通过正探询的材料 产生声能时，示出偏移到更高频率的约10dB更弱反Stokesian线。
该理解自然地导致最佳初级和次级波形的问题，以便应用于激发 非弹性非线性声相互作用，同时探询气体、液体、等离子体、固体或 其它这些材料或其组合。如前所述，波形问题也取决于认为近场相互 作用NLS方法还是远场相互作用NLS方法适合于手头的特定应用。 当考虑相对大的“远离(stand off)”距离和相对低频操作(与容器壁 穿透相符)时，近场NLS方法是适当的。也可以选择波形用于揭示感 兴趣的某些材料的存在。
能通过选择波形的发展以便影响导致现代磁共振成像(MRI， Magnetic Resonance Imagery)的核旋激发核磁共振(NMR，Nuclear Magnetic Resonance)来引导波形选择。NMR开始于通过在可疑共振 频带上缓慢扫描无线电波激发而便利的“准稳态”激发。因此，能唯一 地设计初级波形来产生与海上地震烃探测优选的准Ricker小波类似 的超宽带倒置墨西哥帽小波(inverted Mexican hat wavelet)，因为 其与激发海底的地层的“脉冲”匹配。
使用具有高斯包络的SD/NLS方法-同时注意到高斯包络的平方 仍然是高斯形状-调制初级波载波，近场相互作用由于该方法中固有的 双倍时间微分而产生这种小波。然而，需要考虑当使用远场相互作用 SD/NLS方法时不提供的二阶时间导数(其与近场相互作用SD/NLS 方法相比，与手头问题的需要更兼容)。
因此，Gauss-Rees初级波形将时间导数应用于高斯形包络以便解 决当采用远场相互作用时的时间导数丢失。然而，为了避免由大于 100％调幅(AM)引起的频谱边带“飞溅”，将DC偏移加到被用作用 于初级波载波的AM的该新包络函数上。另外，为了避免由于总是“导 通”而载波被低效辐射，通过平滑的酉函数来门控Gauss-Rees波形以 便生成与形成同样短的准Ricker小波兼容的短波形“突发”。
已经使用AR30发射器来论证了Gauss-Rees初级波形及其相关 的准Ricker小波，以便产生避开相应临界“激震”级约10dB的初级波 压源级。该AR30发射器使用振幅和相位均衡来偏移失真。此外，也 可以考虑通过各种厚度钢和铝板的发射损耗。还认识到，通过波形反 转来应用二遍适应然后重新发送该结果，可以克服由于板变厚引起的 阻抗不匹配。能进行类比以便使用导频信号来特征化异常传播多径失 真，然后，第二遍通过光相位共轭来校正它，除了相位共轭也不将反 振幅共同地用作校正动作的一部分外。然而，反向复数极坐标形式的 振幅和相位两者的组合动作与自适应去卷积方法类似，所述自适应去 卷积方法被论述为描述用于实现巨大改进的阻挡层穿透的方法的优选 方式。
另外，多发射器、合成谱聚焦方法可以通过焦点区波形重构而抢 先进入非线性声相互作用。用这种方式，可以达到较高临界“激震”级， 甚至通过进入“准饱和”状态来超出较高临界“激震”级。这可以包含修 改Gauss-Rees初级波形来适应在该“准饱和”状态下操作的已知方法。
另外，能使用自适应反馈来控制发射和接收，以便消除或最小化 与容器壁穿透，特别是在应用具有合成谱聚焦的发射器的阵列来提高 次级源级，以及便于增强“远离”距离能力的情况下有关的插入损耗。 最好根据自适应去卷积，描述该阻挡层穿透的自适应改进的应用。
该SD/NLS方法提供了用于通过它们的“图像”来确定容器内的材 料的属性，或实际上在其它情况下例如在地下隐藏的物体的潜力。实 施例能通过所谓的B/A比测试来提供小体积量的判别，或通过声 Raman分子散射测试来提供痕量的判别。使用声学Raman分子散射 技术可以便于“泛光照明”而不是“图像扫描”容器，以便能快速和可靠 地确定任一容器中没有与所关心的材料特征相匹配的材料。该测试失 败可以触发要求“图像扫描”的更慢B/A比扫描，可以集中注意力在可 疑容器用于随后的详细高分辨率化验。
在源或目的地区的安全港口，能使用安装在扫描装置上或平板容 器货车必须行驶通过的入口处的实施例，以及利用安装在行驶的装料 吊车起重机架上的实施例来进行化验。对于海上禁止的容器-货轮，实 施例可以从任何并排甲板安装的容器旁以及连续通过任何并排甲板安 装的容器，来执行探询。另外，通过向下穿透容器层以便探询它们同 时达到甲板下货物的方式，能从上面执行这种探询。压力容器安装的 实施例变形能用来经由与由U.S.海军直升飞机所采用的“压浸声纳” 吊舱类似的水下声纳模式来实现水线下探询。用这种方式，也能实现 船身板的更有效穿透。
作为另一变形，可以由与作为浩瀚海洋的监视以及通信、命令、 控制和智能(CCCI)平台的反合成孔径雷达(ISAR，Inverse Synthetic Aperture Radar)一起使用的高空飞船，来布署和无线遥测控制无人 空中飞机(UAV，Unmanned Aerial Vehicle)。该UAV将必须能够 承载实施例作为有效负载，同时以足够低的空速巡航以便调整步调和 缓慢移动同时完全探询容器-货轮。通过具有在容器-货轮甲板上缓慢 操作和移到旁边的能力的UAV进行探询将是最期望的。
当然，上文仅是示例以及打算例示实施例的强壮特性和在实际应 用中使用Gauss-Rees波形。工业应用性针对机器，取决于实现、装置、 使用方法和制造方法以及由此产生的相应产品，以及数据结构、有形 嵌入程序指令的计算机可读介质、以及上文的必然中间产物，每个属 于Gauss-Rees参量超宽带使用。这适合于计算机工业和专用于用在工 业，诸如金融，包括房地产的部分。尽管已经公开了实施例及模式， 在不背离在此所示的精神的情况下，可以做出各种变形和改变。
附图说明
图1表示原理初级波(高斯)频谱。
图2表示次级小波的频谱。
图3表示Ricker小波的时间小波形状。
图4表示时间高斯波形。
图5表示在应用第二时间偏导数之后，准Ricker小波上升。
图6表示高斯波形的二阶导数和叠加的气枪特征(air gun signature)。
图7表示载波具有的Gauss-Rees初级波的选通形式。
图8表示Ricker小波的能谱。
图9表示载波具有的波形的能谱。
图10表示准Ricker小波的能谱和叠加的气枪能谱。
图11表示预失真(即一阶导数)高斯波形加DC偏移。
图12表示梯形选通函数的平滑截锥形形式。
图13表示图11和12中的两个函数的乘法合成。
图14表示准Ricker小波和Ricker小波的时间波形。
图15表示准Ricker小波和Ricker小波的能谱。
图16表示非选通传输的Guass-Rees初级波形。
图17表示解调的(次级)源极波形。
图18表示对应于图16-17所示的时间次级小波的解调的源级波形。
图19表示解调的波形的电压谱。
图20表示传输的Gauss-Rees初级波形，其酉选通脉冲的持续时 间被选择为太短以致不能示例说明点。
图21表示具有由图20所示的失真波形产生的失真的解调的源极 波形。
图22表示如在图21中所看到的时间次级小波的重复。
图23表示失真的解调(次级)波形的电压谱。
图24表示已经按2:1缩放来示例说明时间压缩的未选通的 Guass-Rees初级波形。
图25表示相应的时间压缩的解调(次级)源级波形。
图26表示时间压缩的解调波形的电压谱。
图27表示用于示例性气体、液体和固体的典型B/A参数比。
图28是相关的代表性装置的高级概述的图示。
图29是用于发射机、接收机和物体的方向表示的图示。
图30是代表性接收机的图示
图31是代表性处理器的图示。
图32是发射机的代表性其它实施例的图示。
图33是用于多发射器实施例的概述。
图34是用于多发射器实施例的附加装置的详细图示。
具体实施方式
Gauss-Rees波形及其相关的准Ricker小波：
Gauss-Rees波形具有由下面的方程式给出的分析形式。
ψ(t)＝g1/2(t){1-(2at)exp[(1-(2at)2)/2]}1/2exp(iω0t)
因此，其实数部分由下述给出
其中，通过让Gauss-Rees波形的包络的带宽以周期/秒＝赫兹为 单位，如ω0＝2πf0，以便以赫兹的f0也确定Gauss-Rees波形的载波的中 心频率，常数“a”确定波形的时标。应注意到，应用由括号内的指数前 的单一值表示的直流(DC)偏移来不仅实现而且避免将引入载波的边 带“干扰”的大于100％的调幅。
将Gauss-Rees波形的选通脉冲函数g1/2(t)＝U(t)选择为“良好”函数- 诸如酉函数U(t)-对于其所有时间导数中的每一时间值t具有连续性， 包括(-∞，+∞)。包括该选通脉冲函数以便防止其它连续波(CW) 载波通过浪费Gauss-Rees波形包络的主体外的非有用声能而引起低 效。用作Gauss-Rees初级波形中的选通脉冲的酉函数具有如下形式：
其中，该酉函数在t＝0具有单一值，以及具有U(αt)＝U(αt-1)的属 性，同时还在t＝0左右对称。该酉函数还具有零左右的扩展“平顶”， 同时显示出在t＝0的每一侧对称的、从“平顶”区分别到其“上升”和“下 降”的平滑转变，然后平滑转变到分别渐近并入U(-∞)和U(+∞)的其负和 正“尾部”区，而其所有第一阶和较高阶时间导数也具有相同的渐近性。
由于这些属性的结果，当媒体的自解调非线性相互作用继续进入 发射器的远场时-如单个时间导数特征化的-该酉函数不由其时间导数 引入有效组成。(还注意到，Lord Rayleigh通过rt＝Af0/CA来定义近场 到远场转变径向范围rt，其中，CA是传播媒体中的“小信号”声速。) 否则，这种时间导数将乘以由非选通的Gauss-Rees波形包络的导数产 生的其它不感兴趣项。因此，进行调整以获得作为选通脉冲使用的酉 函数的最佳持续时间的一种方法将是，继续扩展该选通脉冲的持续时 间直到保留预定的少量准Ricker小波失真。通过与对于极其长的持续 时间但低效的选通脉冲出现的近理想准Ricker小波进行直接比较，能 测量避免任何可感知的干扰的容许失真量。
在所谓的临界激震区下或达到所谓的临界激震区发生的远场非 线性相互作用的自解调形式(因此，为不饱和非线性相互作用)导致 小波函数 当通过驱动声压级(SPL)超出临界激震级而 激励饱和远场非线性相互作用时，所生成的小波函数变为 当通过远场中的声初级波形支持的SPL激励饱和非线性相互作用条 件时，还期望继续生成相同的小波。当进入饱和非线性相互作用区时， 以前的非线性转换效率中的10dB增加的非饱和区行为，即，对于声 初级波的SPL中的每10dB增加发生的次级波源级(SL)中的20dB 增加停止。事实上，非线性转换效率对于临界激震级之上约10dB的 另一SPL范围“翻转”和“变平”直到出现转换效率的激变下降为止。其 中出现相应达到10dB的次级波SL的这一粗略的10dB区被称为“准 饱和区”，当采用越来越高的SPL时达到所述“准饱和区”，但达不到 饱和非线性相互作用的激变区。
为了利用通过达到准饱和区(除了超出饱和非线性相互作用的激 变区以外)中的声初级波SPL的此次级波SL的约10-dB增加，通常 要求极其高的声音SL。可行的另一替代方案是提取通过利用集中于创 建极其高的SL虚拟声源的合成频谱驱动的多发射器而增强的声初级 波SL。当远场SPL达到超出临界激震级以及达到准饱和非线性相互 作用区时，维持相同小波形式的另一方法F(t)必须等于G(t)，使得必 须观察包络条件换句话说，代替包络本身，使用Gauss-Rees 波形的包络的平方来产生准Ricker小波。
这两个非线性操作方式将被称为“不饱和”和“准饱和”以便区分 它们。然而，转变更可能是逐步的，而不是从一种方式突然“切换”到 另一种。为说明此，控制该平滑转变的方法包含设计与临界激震(峰 值)源级SLC相符的峰值声压PC0和与饱和(峰值)源级SLS相符的 峰值声压PS0之间的差值，即PS0-PC0的加权函数。这些SL指如果基 于1/r声压波球面扩展，远场声压被回推到离源1米将存在的声压级 (SPL)。根据均方根(rms)声压来定义SL，其中，均方根压力＝ 峰值压力/√2以及还用分贝(dB)定义为，
SL＝20log10(pS0/√2)≈SLC+10＝20log10{pC0/√2)+10
因此，可以通过形成应用于|ψ(t)|的归一化加权函数ρ(p-pc0-ε)以 及应用于|ψ(t)|2的其互补归一化加权函数[1-ρ(p-pc0-ε)]，来导出从不饱 和到准饱和Gauss-Rees初级波包络的平滑转变。这应用于只要实际声 源(峰值)压力级p为p≥pCO+ε，否则，当p
F(t)＝G(t)＝-U2(t)[2a exp(1/2)][1-(2at)2]exp[-(2a2t2)].
其中，包含作为乘数的项已经忽略不计。也可以看到，
M(t)＝F(t)/[U(t)2a exp(1/2]＝-[1-(2at)2]exp[-(2a2t2)]是具有由下述表示的变 换算子表示的-其傅立叶变换的归一化形式的非常公知的反墨西哥 帽母小波的形式：
其中，小波时标参数a＝πfP/√2以及fP是归一化傅立叶变换复振幅 谱的模态频率-该傅立叶变换复振幅谱的能量谱密度是绝对平方值。
该时标参数还出现在Gauss-Rees初级波形公式中。因此，时标 参数a的减小“拉伸”Gauss-Rees初级波形和相应的准Ricker小波的 时标(以及因此，“压缩”频谱)，以及当时标参数a增加时，反之亦 然。此外，应注意到，具有能量F(t)，即，与F2(t)相同区的相等矩形 脉冲占用时区(-TE/2，+TE/2)，其中， 准 Ricker小波，与一个半周期反余弦波的其Ricker小波副本不同，具有 零平均值。这表示，准Ricker小波不具有工作于水的流体静压力的均 (即平均)值，而有利于烃的地面地震学勘测的Ricker小波具有工作 于水的流体静压力的平均值，如果这种小波用在实施用于烃的海上地 震勘测中。它还具有与可以在MATLAB工具箱中发现的反墨西哥帽 母小波成比例的附加优点。这些优点继续到参量超宽带声音系统应用 的用途中，用于寻出通常直接观察不到的所有类型的物体，尤其如果 还包含金属阻挡层。
概括起来，在此的实施例包含在此名为Gauss-Rees波形的新波 形的发现。该波形能用来预测在形成超宽带反墨西哥帽小波的处理中， 将另一单时间导数应用于该波形的分析表示的绝对值平方的非线性动 作。超宽带反墨西哥帽小波在地震用语中也被称为准Ricker小波。该 小波具有将由算术上为时间的高斯函数的波形包络的双倍微分产生的 形式，其中，还注意到，时间的高斯函数的平方根也是时间的高斯函 数。注意这些属性，Rees将Gauss-Rees波形概念化为通过对时间的 高斯函数进行单时间微分，然后将其结果负值偏移适当直流量来构成， 所述适当直流量使其与峰负值的和回到零。然后，将结果的平方根用 作用于调幅正弦载波的包络，否则，由最佳选择的酉选通脉冲来缩减 无限时间偏移。
另外，已经发明了使该波形用在实际实施例中，例如，在通过形 状和材料成分来识别物体。通过结合由用于调幅连续波(cw)载波的 Gauss-Rees包络函数组成的初级波形，能在媒体，诸如空气、等离子、 液体(例如水)、陆地等中产生自解调/非线性声速(SD/NLS)相互 作用。基于该结合，通过在一个频率操作并具有能在Gauss-Rees包络 内形成最佳多个载波周期的酉脉冲选通持续时间的SD/NLS相互作 用，可以产生准Ricker小波(具有期望的标准反墨西哥帽小波的属 性)。
能将这种相互作用设计成产生约5.1频率“下移”，同时形成 (100％带宽/达到基带/零平均值)准Ricker(有时称为反墨西哥帽) 次级小波。一旦由Gauss-Rees初级波形通过非线性相互作用在物体中 激励，次级小波特别用在识别未知物体中。这是因为，当通过自适应 去卷积辅助，以及通过Gauss-Rees初级波形，次级小波能穿透甚至更 厚的壁以提供物体的非侵入的远程检测。经由来自组成物体的某些材 料、否则将是未知、隐蔽或隐藏的材料的反向、离轴或前向(即声穿 透)散射的“脉冲”激励，来执行该检测。这些材料可能是宏观的，诸 如爆炸物，或可以是分子化合物，或甚至是原子或同位素级识别。
实施例允许识别各种应用中的物体。例如：a)在容器壁内(例 如货物容器或贮藏容器或房间或便携盒或手提箱等等)；b)封装在 埋在沙质地形中的某些地雷或埋在海底泥中的水雷的外壳中的爆炸 物；c)埋在地表的相对深的地层，甚至在大陆架的深水区下的烃沉积 物；d)隐藏在车中(例如汽车或卡车或快艇或民用或普通航空飞机 等等)中，以及物体处于可通过“脉冲”声成象/频谱学穿透的任何其它 外壳中的许多其它应用。这些应用共同分享用作用于揭示和识别未知 物体，即使当物体被隐藏时的装置的发现用途。
如后续所述，与成分相比(或结合)，检测能便于识别形状，从 而便于识别刀而不是简单地识别刀的成分。
回到进一步详细阐述识别成分，假定作为示例，从在初级波形频 率操作的小的扬声器形成窄定向的非常低旁瓣波束。在其中隐藏、侵 入、掩埋这些物体的特定媒体通过SD/NLS相互作用，能产生一种效 果。当在形成次级小波的过程中“下移”到频率的接触基带区时，该效 果具有期望的波束声透射特性。接收机或接收机阵列(例如分别用于 收集空中或水下“目标”响应的超宽带麦克风或水听器)接收将通过各 自的低噪声、灵敏超宽带“脉冲”响应接收机放大的散射信号。优化这 些信号以便信号处理墨西哥帽或反墨西哥帽次级小波，使得频谱分析 仪能用于识别物体的成分，不管是否隐藏。通过由物体内的弹性非线 性声相互作用或非弹性声散射引入的频谱分量的外观，来识别成分。 因此，提供远程检测物体的形态和成分的非侵入方法。
参量超宽带声系统提供比超宽带(UWB)雷达更宽范围(例如 导电)阻挡材料的穿透，同时具有至少相等的分辨能力。事实上，参 量超宽带声系统易于通过成象，最好结合通过非线性声属性或无弹性 声散射的各自的连续小波变换分析和频谱检查来识别物体成分属性， 识别物体的形态。
用于Gauss-Rees初级波形的应用范围相当宽，以及不限于这些 所示的例子，其中，该独特推导的含糊专用于SD/NLS远场相互作用。 这与用于近场相互作用(具有如由近场吸收限制考虑所限制、在甚至 更高频率初级波形发射器的超声次级小波频率区中的应用)的情形相 反。
此时，一些技术规则似乎被准许。作为在各种固体、液体、气体 和等离子媒体中的非线性声学的方面，该参量超宽带声探测器的范围 远宽于任何其它已知的先前用途。为告知此，代替通常隐含雷达的水 下声音等效物的声纳系统，修改此来包含更多声音系统。此外，术语 声探测器用来包含与提供超宽带次级小波的独特Gauss-Rees初级波 形有关的更多个应用。这提供使用将非线性声学的迄今未包含的低频 应用于不仅回波范围或图像，而且更重要的是，揭示物体的材料成分。
支持这种宽泛的陈述要求非线性声学的一些理解，以及其参数属 性如何作为局部空间-时间声压波变化的参数函数来修改局部存在的 体积模量κ(p(x，t))和密度ρ(p(x，t)。即，在非线性声波传播的媒体中， 可能的三维空间位置矢量x和时间t随压力波p(x，t)而变化。
因此，相应的“大声信号”非线性声行波压力波动p′(x，t)＝p(x，t)-p0 以空间-时间变化量c(p(x，t)＝[κ(p(x，t))/ρ(p(x，t))]1/2所指定的相位波速前进。在 这些各种表达式中，上标’用来表示从位于独立和相关变量的每一个上 的下标0所表示的它们的环境值的波动或变化。因此，对于体积模量 κ0＝κ(ρ0)和密度ρ0＝ρ(p0)的环境媒体值， κ(p(x，t)＝κ(p(x，t)+k0，ρ(p(x，t))+p0，p(x，t)＝p(x，t)+pO以及c(p(x，t))＝c’(p(x，t))+c0。 如所示环境媒体值分别是媒体环境(平均)压力p0或“小声信号”环境 声相位波速c0＝[k0/ρ0]1/2的函数。
提供这些公式以便于理解有关非线性声行波的属性。在“大声信 号”级，在非线性声波行进期间，声速改变。(这与用来描述传统的水 下雷达或空中声波传播的所谓“小声”级等式相反，这些等式忽略当声 波通过媒体行进时，媒体的压缩对体积模量和密度值的影响)。事实 上，因为传播波的大正压“摆动”局部增加使媒体的压力高于其环境值， 波的“峰值”局部传播快于“小信号”声速c0。相反地，对于大的负压“摆 动”，相应波谷局部传播低于c0。这一结果是，在这些条件下，传播非 线性声波的“峰值”“快于”其相关“波谷”。在这样做时，正弦(单频率f0) 行波的形状将变为“锯齿形”，从而由原始单频波的基频f0的一系列谐 波(f0＝n f0，n＝1，2，...)组成。
该谐波族的分量彼此互调以便形成由fm，n＝fm±fn＝(m±n)fo给出的新 分量。一般来说，与+符号有关的互调分量被不良传播，因为伴随的 声能吸收增加以及传播声波的频率增加。这通常也适用具有n大于1 的值的非互调谐波。反过来，负符号通常有益于通过媒体的低频传播。 事实上，由于非线性声相互作用的这种互调形式产生次级波分量，该 次级波分量通过被称为自解调(SD)相互作用的过程，频率从初始初 级波频率“下移”到频率位置“接触频带”。这与由于发射机“Q”限制而 通常具有小于20％的次级波形带宽而不是绝对100％带宽的双波 (DW)相互作用相反。该相关非线性声波(NLS)系统利用称为自 解调/非线性声波(SD/NLS)系统的非线性声相互作用机构的独特的 Gauss-Rees初级波形、准Ricker次级小波形。这与更多带宽限制和 至少3dB(计算更接近5dB)低效的双波/非线性声波(DW/NLS)系 统相反。
根据单频波，最好描述和量化与水下“弱震”或空中“激震”的开始 有关的基本非线性声相互作用现象，诸如“饱和”和相关的“临界压力” 级。然而，根据回溯到19世纪的非线性声知识，20世纪晚中期出现 的水下NLS(或如以前所知，参量声纳)由被称为双波(DW)相互 作用的一些考虑产生。当然，用一对双频载波来代替单频载波使用两 倍声功率来达到特定级。因此，当与由期望SD/NLS系统支撑的更好 波形效率相比时，不考虑另外的损耗，损耗为3dB。
这可以通过识别出这些水下(以及就此而言所有)DW/NLS系统 包含发射两个声束来理解，该两个声束以一对相连行进的非线性声波 的形式彼此重叠。双载波每个具有以两个分别不同的频率f1和f2为中 心的调幅和/或调相的任何个别形式。与SD/NLS系统不同，DW/NLS 系统初级波的每一个载波上的任何调制频谱必须具有它们的单个(可 能不同)频谱不彼此重叠的足够小带宽比。而有关SD/NLS系统初级 波调制带宽的仅一限制是它不重叠次级波基带SD频谱，最大程度地 使用它。
返回到单频载波，由此量化的“饱和”标准加强了对此所述的 SD/NLS系统以及固有更窄频带、至少3dB或更低效的DW/NLS系统， 非饱和和饱和非线性声波性能之间的不同。根据大信号非线性声波的 峰值-振幅摆动是否仍然低于临界激震级，存在转换的变化。在术语临 界激震级中引用的激震形式在水下情形被视为弱激震或已知空中出现 的激震类型(通常与激震波有关)。在由分别在水中或空中的声速的 前述非线性感应峰值/波谷分散产生的锯齿载波形的陡下降沿返回部 分内，发生激震前沿。
转换效率被定义为次级波声功率与初级波声功率的功率比(通常 转换成分贝)，其中，由于在产生谐波过程中的功率损耗，初级波(有 效)声功率也经受一些损耗。在非饱和非线性声相互作用情形中，每 初级波(有效)声功率增加10dB，转换效率增加10dB，从而导致次 级波声功率增加20dB直到初级波振幅接近临界激震级为止。然而， 在从临界激震级到其上约10dB左右的初级波振幅的区域上，转换效 率开始变平(在临界激震级附近出现边缘区(fairing-in region)。这 样做，当初级波(有效)声功率继续上升另一10dB时，它基本上保 持恒定。该结果是次级波声功率增加10dB。在该饱和范围区域外，因 为另外的极其陡激震前沿区被粘滞损耗侵蚀，出现转换效率的巨变结 束，以及无次级波声功率的进一步增加源自进一步增加初级波(有效) 声功率。这是由加热传播介质的粘滞损耗导致的快速损耗。(在另一 实施例中，在水的情况下，该动作也产生由Soviet研究所示的气穴现 象，以便先于该巨变结束采取有利动作。)
对转换效率的另一影响是下移比，其根据非线性声相互作用是非 饱和还是饱和，以不同形式影响。无论如何，良好的经验法则是将该 下移率保持在10:1以下。作为设计考虑，假定使用(由应用而定)5： 1左右的下移率。当然，在实施用于系统设计的折衷分析中，应当根 据所需的特定交互作用，使用高保真非线性声相互作用模型执行和校 验它们。
在任一情况下，考虑非线性声波的近场相互作用或远场相互作 用。存在初级波发射器阵列的近场行为让步远场行为的转变范围。对 于正方形或圆形两维孔径，该所谓的Rayleigh转变范围由孔径面积S 除以用于SD/NLS系统的初级波声载波的波长λ0给出。为方便起见， 当包含DW/NLS系统双频率时，在几何平均频率取该波长。当包含矩 形或椭圆形孔径时-如在方位和俯仰方向上期望不同波束宽度那样 -Rayleigh转变范围分别随这种孔径的偏心不同正交维数而改变。
近场相互作用由吸收(加谐波损耗)将有效发生SD或DW互调 的区域限制到声辐射发射器的近场的情形产生。一旦由于声吸收和谐 振损耗的结果，剩余初级波声振幅下降远低于临界激震级，转换效率 可能减小到有效以下。由于当其通过近场区向外前进时，声吸收引起 初级波行进波场的指数衰减，产生核子物理的Rutherford中子散射 图。Rutherford次级波声束方向图不具有旁瓣，以及尽管其在偏离主 瓣方向上稍微变宽，当谐波损耗变得显著时，仍然未显示出旁瓣。如 果覆盖的极其短距离是可接受的，则不存在采用近场相互作用 SD/NLS或DW/NLS系统的主要缺陷。即，除利用巨大超尺寸孔径扩 展近场距离外，实际上，对于初级波及其10:1或更低下移次级波， 仅在非常高的声频才能得到这种条件。排除作为病态情形的超尺寸孔 径，范围覆盖极其受到次级波的声吸收的限制。
远场相互作用仅当在近场内仅实现较少量声吸收和/或谐波损耗 时才有效。这是当在设计SD/NLS系统次级波源中采用较低初级波频 率和限制到约5:1的下移比以便实现相对长的传播范围时的情形。特 别地，基于显示出在该专利中描述的所有独特和特定属性的 Gauss-Rees初级波形，将兴趣限定到SD/NLS系统。然而，由于不感 兴趣，今后将排除更大带宽限制和更低效的DW/NLS系统。
通常，处于这种低初级波和甚至更低下移的次级波频率的声源- 即使不获益于自适应改进阻挡层穿透-将穿透容器，由此支持封闭材料 内的非线性声相互作用和非弹性散射。在这种情况下，即使因为在其 上出现该非线性相互的波阵面区以相似方式增加而声传播扩展损耗的 情况下，远场非线性相互作用继续。然而，粘滞损耗和谐波损耗最终 导致非常长的相互作用距离上的“老年期”，以及无进一步激泵的进一 步的非线性转换结果，从而继续放大次级波。
回想波束方向图样子，SD/NLS系统能总体上被看作DW/NLS系 统的子集，将描述用于DW/NLS情形的远场相互作用波束形成机制， 作为SD/NLS情形的通则。在远场中，由支持相连行进双波的两个重 叠的DW/NLS系统初级波束产生的图根据双波束的积，振幅下降。(该 DW/NLS系统的乘积波束方向图变为用于SD/NLS的平方律波束方向 图)。因此，依靠非饱和远场相互作用DW/NLS系统的转换效率行为， 次级波束方向图也根据初级波乘积图而下降。(在SD/NLS系统情形 中，这变为平方律波束方向图)。作为由优势远场相互作用取代发射 的近场相互作用的结果，DW/NLS系统具有合成波束方向图。理论上 表示，这由Rutherford波束方向图和乘积(或在SD/NLS系统的情况 下，平方律)波束方向图的空间卷积给出。
通常，大多数类型的波束方向图的主瓣合理地接近高斯形波束方 向图，Rutherford波束方向图也一样。因此，通过公式 θ2＝{1/[1/θ1)2+(1/θ2)2]}+ΘR 2给出由用于DW/NLS系统的近场或远场非饱和 相互作用产生的合成波束方向图的3-dB波束宽度的有用近似，其中， 通过提取该等式每一侧的平方根，获得合成波束宽度。同样地，如果 用分别为双波的仰角图波束宽度的Φ1和Φ2以及作为Rutherford图波 束宽度的ΦR代替它们的θ1，θ2和ΘR方位图波束宽度对应部分，同样 的公式适用。
可以通过调用通过设置θ0＝θ1＝θ2和φ0＝φ1＝φ2来给出通用平方律图 3dB波束宽度θ0，来确定远场相互作用SD/NLS系统的合成图波束宽 度。当远场相互作用DW/NLS系统乘积(或SD/NLS系统正方律)波 束宽度变为日益窄于Rutherford图波束宽度时，上述公式表示(θ，Φ) 倾向于Rutherford图波束宽度(ΦR，ΘR)。概念上，这当修改系统参 数的选择使得任何一个进入近场相互作用系统中时发生。换句话说， 在远场相互作用限制中，空间卷积将Rutherford波束方向图看作 δ-Dirac函数，而在近场相互作用限制中，其是如此看待的乘积或平方 律波束方向图。
通过在下列公式上应用空间积分，可以导出来自近场相互作用的 DW/NLS系统的一对行进初级波时间压力波形，用于次级波形的分析 信号(即多元)关系-或在SD/NLS系统的某些应用的特定情况下的时 间小波：
φs(X，t|θ，φ)≈-{[DR(θ，φ)βS ρ1 ρ2]/8π
使用导出近场相互作用DW/NLS系统情形的同样积分集之一的 渐近形式，近场相互作用对应部分为：
在此剪切和粘贴公式
其中，延迟波时钟在t′＝t[1-(r/c0)]的时间操作，其中，c0为媒体 中的小信号声速。通过φ1(X，t’)和φ2(X，t’)给出双空间时间压力波的分析 形式，其中＊表示执行复共轭运算。合成声吸收处于双初级波和次级波 频率的每一个，其中，在DW/NLS系统情形中，后一频率也被称为差 频。数量S是初级波发射器面积以及源级(SL)引用径向范围r的特 定值，称为参考距离r0，其中，r0通常取离初级波发射器的正面1米。 与用于DW/NLS系统的双波的SL有关的峰值压力级为p1和p2。另外， 方位角为θ以及仰角为Φ，其中，D1(θ，φ)，D2(θ，φ)和DR(θ，φ)分别是双初级波 (远场相互作用)波束1和2以及(近场相互作用)Rutherford波束 的复振幅波束方向图。还应注意到，自然对数项由初始多个积分(在 空间积分集中)之一产生。其充当应用于用来近似在远场相互作用波 束方向图卷积积分中出现的非常窄Rutherford波束方向图的δ-Dirac 函数的加权系数。
最后，β是表示其中出现非线性声的材料的非线性属性的系数。 事实上，在沿整个传播路径前进过程中，非线性相互作用可以非常有 序地出现，同时通过几个级联媒体。例如，这也可以伴有在通过主传 播媒体过程中有序地出现非线性相互作用，然后通过外壳壁并进入经 受非侵入的远程检测的隐藏材料中。在地震勘探应用中，最后，这需 要穿过地球的外壳以便达到隐藏的烃。
很显然，从材料属性的观点看，β＝1+(B/2A)是最重要的因素。 那是因为根据并项s＝(ρ-ρ0)/ρ0，A和B/2！＝B/2分别也是过量声压的幂 级数展开p′＝p-po中的s和s2项的系数。另外，A系数是体积模量的 p＝p值(即，环境体积模量A＝κ0)以及ρ0是其中发生非线性相互作用 的材料的环境密度。通过综合实验(例如图27)了解到，A和B在分 开气体、液体、固体以及可能的等离子体的材料属性方面非常独特。 就此而言，即使出现为s的C/3！系数的C系数以及更高阶系数包含在 控制与子谐波集以及谱线的通用谐波集的生成有关的非线性声磁滞的 形式中，磁滞由媒体中的声速的扩展中的另外C/3！和其它高阶项产生， 即c(p)＝c0+c0[1+(B/2A)][p′/(ρ0c0 2)]+其它项等等。
因此，在确定延时的母小波复制的非线性时标失真过程中，应当 考虑C系数(作为主要高阶系数)。当将连续小波变换复制相关积分 用作提取包括在材料特征库中的材料属性的分类的手段时，也应当采 用它。将最大似然数据匹配算法用作“低级”分类器-即，陈述“特写出 现的A、B和C系数强烈地建议存在未知材料，是否应当扩展材料特 征库来包括它？”-也准许考虑。
概述上文，以及如在下文特别所述，准Ricker小波可以被容易 地时间(以及相反地频率)定标以便适合距离分辨率要求。定标的任 何选择不变地保持初级波频率和Gauss-Rees波形下移率，其中，最有 利的将近5:1的值导致可接受的转换效率。更高值降低转换效率。然 而，当处理超宽带次级小波时，通过避免会导致初级波形的低频带分 量和次级小波的高频带分量之间的频谱重叠的太低值，应当仔细使用。 所有这些非常期望的小波重复性、方向性和超宽带成像能力，加上通 过同样地将连续小波变换分析应用于弹性散射数据和将频谱分析应用 于非弹性散射数据而用于材料辨别的潜能，在此全面地集合在一起。
基于在上述两个公式中表示的用于近场和远场相互作用的分析 形式，复次级小波(当被调整以表示由SD/NLS系统导出时)分别与 和成比例。下面签名的forest注意到，如果 是其行进波形是调制连续波(CW)载波的高斯包络的初级波， 如由表达式exp[-(at)2]exp(i ω0t)所给出的，由近场相互作用产生的次 级波将与反墨西哥帽小波F’(t)成比例，反墨西哥帽小波具有形式 F(t)＝-(2a)2[1-(2at)2}exp[-2(at)2/2]。换句话说，只要近场相互作用应用，调 制CW载波的高斯形包络将提供具有所需的准Ricker小波形式的次 级小波。
Gauss-Rees初级波形的形式(完全包括非选通Gauss-Rees函数 和实现此的选通函数的乘积)具有包含由乘法公式 g(t′)＝{1-(2at′)exp{[1-(2at′)2]/2}}1/2exp(iω0t′)给出的包络和载波的行进波形。 存在由选通函数g(t’)和Gauss-Rees波形的非选通形式之间的乘法动 作的时间偏微分产生的一些可忽略的弱分量。然而，由媒体中的远场 相互作用导致的并最终应用于该复Gauss-Rees波形的模量的平方的 时间偏导数导致与组合项F(t)＝[g2(t)exp(1/2)}/(2a)]成比例的主要波形分 量。其中，F(t)是所需的反墨西哥帽小波。这表示，次级小波也具有 受欢迎的准Ricker小波属性。
在该公式中，g(t’)是适当的脉冲选通函数-诸如酉函数，在每一时 刻具有其时间导数，包括渐近±∞，提供具有有限“紧密支持”区的次级 小波，再现有限小波能量而不是具有远长于所需的恢复载波。不应当 如此短以致过早截断Gauss-Rees初级波形，时间旁瓣“脉动”在由远场 SD/NLS系统使用这种脉冲选通Gauss-Rees初级波形的动作作为次级 小波生成的所需准Ricker小波中变得盛行。还具有应当被调整以避免 由媒体中的远场相互作用所提供的时间偏导数产生的任何有效边缘不 连续性的上升和下降沿截锥形。
迄今为止，已经论述了使用有关单声音发射器。由于各种原因， 考虑延迟形成远场相互作用Gauss-Rees初级波形，同时还增加声压力 级(SPL)以便达到和超出临界激震级的方法。将注意到，因为多发 射器阵列比单发射器大大地增加发射机孔径面积，发生近场/远场 Rayleigh转变的范围远远超出单发射器。由于临界激震级随媒体吸收 系数乘以在初级波形频谱的中心频率估算的Rayleigh范围的乘积而增 加，临界激震级相应增加。另外，使用多发射器提供了开发满足或超 出该增加的临界激震级的初级波形源级的必要方法。
探寻实现此同时适应去卷积振幅/相位频谱加权的方法-作为无反 振幅分量的时间反转方法的等效，将类似应用在所发射的Gauss-Rees 初级波形的整个宽频带上的相位共轭技术。这将需要合并以便实现最 小阻抗不匹配/多径反射损耗用于改进的边界穿透目的。实现此的有效 方法是，将宽频带Gauss-Rees初级波形分段成足够多个窄带频率区。 用这种方式，与同时和明显减小阻挡层穿透损耗兼容，可以获得更高 初级波形源级。结合这两种方法便于在容器内获得足够大的 Gauss-Rees初级波，以便允许将包含在其中的材料有效地驱动成它们 各自的非线性状态。
这样做以便可以通过第一交叉范围扫描唯一地检测到由于局部 材料属性的准Ricker次级小波的失真，然后，应用相关处理来揭示该 失真。在每一个三维“图像象素”内，通过适当对准准Ricker小波的距 离选通的、非线性时间定标的复制以便提取该材料的B/A比，来实现 这种材料属性“图像扫描”跟随相关处理。在每一波束扫描的横向水平 和垂直维数以及距离选通的纵向维数中发生该动作。用这种方式，经 小波分析可以探询该“图像”的每一探针体积“像素”。
一旦收到这种信号的表示，可以将自适应去卷积应用于反向散射 或透射的超宽频带准Ricker次级小波。关于所发射的Gauss-Rees初 级波形，与来自地下地层的地震多径反射类似，通过以z平面滤波器 的形式来表示阻抗不匹配多径，确定去卷积滤波器的形式。然后倒转 该滤波器，使得分子中的z平面零点变为分母中的极点，以及对于原 始分母中的极点反之亦然。在地震应用中，由该过程中的奇点引起的 不适当行为由最小均方近似来处理，或使用Wiener滤波器模型作为 估计去卷积核的方法。然而，与处理在Hilbert变换中出现的奇点类 似的方法似乎提供优选方法。任一方法，5KHz超宽带次级小波或以 宽频带Gauss-Rees初级波发射波形为中心的25KHz左右载波，将以 类似方式导出去卷积反滤波器响应，同时在后一情况下，还应用于整 个发射机频带。
将整个发射机频带细分成相对窄的频带集允许将Gauss-Rees波 形等效细分成同样多个频率和相位锁定的脉冲拉伸子波形。该技术被 命名为合成频谱方法。通过以相对稀疏的非周期分布的方式构成的一 维或二维发射器阵列中的相应发射器，单独地发射每一子波形(见图 14)，同时还安排子波形的频谱的非连续分布以避免相互干扰。
在确定该阵列孔径的Rayleigh近场/远场转变出现在主响应轴上 的何处之后，将应用延时以便使子波形集彼此集中在适当的焦点上。 该焦点将处于位于该多发射器阵列的近场内约一半的相对长的“远离” 距离。经由该空间扩展的阵列孔径的更大面积，相对于单个发射器， 将显著地扩展该近场。
在该焦点处，频率和相位锁定的脉冲拉伸子波形的相干加法导致 脉冲折叠，以便恢复Gauss-Rees初级波形的高度放大形式。该焦点将 被充分地选择在Rayleigh区域内，以便使其周围的焦点区适当地紧密 但充分远离发射器阵列面，以便最小化附近压力“热点”。用这种方式， 通过当从焦点区分别经过空中或任何其它材料向外传播时开始经受远 场相互作用之前，为该虚拟主声源提供足够大的“远离”距离，能在空 间上占先所述初级波声辐射。
因此，在自解调开始时，远场非线性相互作用区将相当地伸向被 远程检测的任何容器。根据去卷积，通过将可以包含非线性延时校正 的限制到在每个窄频带区上应用的恒定相位校正，将易于在整个宽频 带上调节反滤波器的振幅/相位响应。用来聚焦该多发射器的合成频谱 阵列的恒定时延将通过将相应的相对时延应用于这些子波形通道的每 一个来实现此。用这种方法，合成频谱驱动的多发射器阵列和用于其 发射的Gauss-Rees初级波形的去卷积反滤波被结合到该发射机-发射 器模块阵列中。其中，将应用自适应反馈环来调整去卷积参数，以便 最小化由于在由金属或其它材料组成的阻挡层中残留的相当少量的切 变波损耗和压缩波少量损耗而对这些的阻挡层穿透(即感应的阻抗不 匹配/多径)损耗。在该上下文中，重要的是注意到，超宽带(UWB) 雷达不穿透金属阻挡层。
用这种方法，如果需要，可以驱动初级波形源级超出临界激震级 进入所谓的准饱和。由主压力波形的分析形式的绝对值的第一时间导 数，来控制所述准饱和区中的远场有限自解调。这与先前所示的可应 用达临界激震级的绝对值平方相反。因此，能通过相应地修改 Gauss-Rees波形而考虑该差值。还注意到，一旦超出临界激震级，对 于初级波形源级中的每10dB增加，转换效率不再继续上升10dB。即， 在达到临界激震级之前的区域中，初级波形源级每增加10dB，次级小 波源级增加20dB。而是一旦在临界激震级以上，对于初级波形源级的 另一10dB增加，转换效率保持恒定-即，对于初级波形源级的每10dB 增加，次级小波源级增加10dB。
该动作继续发生直到超过该准饱和范围进入完全饱和范围之后， 该恒定转变效率突然发生急剧下降。存在由必须修改Gauss-Rees波形 来保持准Ricker次级小波的形成引入的另外的复杂情况。当然，在实 施例中，最好提取初级波源级的另一另外的10dB，因此，次级源级的 另一10dB-超出由多发射器阵列扩展的临界激震级所限制的。然而， 在特定应用环境下，这种系统折衷被认为不值得。
将应用小波分析的特殊形式来扫描以便“匹配”独特材料属性。这 通过非线性时标失真准Ricker小波来表示材料非线性B/A比以及甚至 下一高阶C/A比，以及查找由此非线性时标的小波复制相关积分的峰 值来表示正探询的特定小探针体积“像素”的最佳“匹配”来实现。用这 种方法，不仅将揭示容器的内容的形态，而且同时，将揭开驻留在每 个递增探针体积“像素”中的独特材料属性。
通过采用Mellin变换小波等效，能修改这种小波信号处理的形 式，以便产生用于揭示声Ramam分子散射特征的恒定“Q”频谱学。 声Raman分子散射应当通过大约小于1万亿分之一的灵敏度来揭示 微量元素的存在(诸如炭疽孢子等等)，使得为收集和分析目的，使 用质谱分析法和离子迁移率估计的非远程检测成为可能。另外，声 Raman分子散射可以用在“泛光灯”中，代替“探照灯”模式来确定容器 中没有任何东西与任何不期望的要素相“匹配”。在利用准Ricker小波 次级波用于激励的过程中，所建议的声Raman分子散射信号处理的 形式有些类似于采用与“缓慢扫描CW”激励相反的“脉冲”激励的核磁 共振(NMR)分析技术。
现在转到示例说明一些实施例的图。图1表示概念上的初级波(高 斯)频谱。具有图1所示能谱和频率的该载波用于近场SD/NLS系统 以便产生次级小波的图2频谱。
图2是具有自解调的基带能谱的次级小波的频谱。另外，图2中 的次级小波的频谱具有准Ricker小波，或同义地，反墨西哥帽母小波 的相应时间形式。通常，这种近场相互作用SD/NLS系统被限制到非 常高的频率、短程操作。如此，其具有非常有限的使用范围。
图3示例说明Ricker小波的时间小波形状，对应于反余弦波周 期的正负四分之三。
图4表示近场相互作用SD/NLS系统的时间高斯波形包络。
图5表示在应用第二时间偏导数的应用之后产生的准Ricker小 波。图6表示具有重叠的气枪特征的高斯波形(准Ricker小波)的二 阶导数。在应用高斯包络的单时间偏微分法之后，存在该中间小波形 状。
图3所示的Ricker小波的时间平均值不为零，而当用来避免违 反流体静压力属性时，图6所示的准Ricker小波具有零时间平均值。
图6是与在图6中虚线表示的典型气枪特征对照的准Ricker小 波的时间平滑度。
图7表示当使用远场相互作用SD/NLS系统时，当两个时间偏导 数之一不存在时，在产生图6所示的准Ricker小波过程中使用的载波 具有的Gauss-Rees初级波的选通形式。
由图4所示的高斯包络调制的双极载波可以与当利用远场而不是 近场相互作用SD/NLS系统时使用的图6的载波具有的高斯初级波进 行对比。
图8表示Ricker小波的能谱，更具体地说，示例说明接触基带 (一侧)。在图8中，应当注意频谱的旁瓣以及存在表示非零时间平 均值的DC分量。
图9表示用来生成准Ricker小波的载波具有的波形的能谱。更 具体地说，图9表示用于通过远场相互作用SD/NLS系统来形成准 Ricker小波的Gauss-Rees波形的(一侧)能谱。顺便注意，图9还 表示尽管恢复注定的CW载波，如何避免高级调制。应用受控脉冲生 成(CIG)技术，将不揭示对该偏移包络分量和随之发生的选通的需 要，以及不提供继续进行的线索。主要将传统(线性，不是非线性) 声纳波形校正记在心里，而不是远场相互作用SD/NLS系统方法，来 设计CIG。没有图7所示的调制包络的DC偏移，高级调制将会破坏 Gauss-Rees波形的完整性，以及选通CW载波分量的另外需要将不会 变得显而易见。这是因为在这种情况下，包络调制将分别交叉在相反 的负和正方向上。这种高级调制将产生填充所需波谷区的寄生载波突 发。Gauss-Rees初级波形校正这种高级调制，否则会引起任何远场相 互作用SD/NLS系统中不能维持的边带“斑点”以及最终不能接受的准 Ricker小波失真。
图10表示具有通过虚线叠加的气枪能谱的准Ricker小波的能 谱。图10还表示准Ricker小波的平滑(一边)频谱。小波频谱及其 相应的时间小波均为高度可重复，而气枪海上地震能源谱由于次级气 泡脉冲而具有不期望的脉动。这与图10所示的准Ricker小波能谱对 比示出。尽管未示出，多尖端电火花器海上地震能源将显示出甚至更 不规则的能谱。如果期望产生清楚的地震多通道数据堆栈或将频谱分 析用于判别材料特殊的附加频谱分量(在非弹性散射形式隐藏材料内 的非线性相互作用或由非弹性散射形式隐藏材料引起)，清楚的次级 小波能谱很重要。
图11表示预失真的(即一阶导数)高斯波形加上DC偏移，即， 未选通的Gauss-Rees初级波形。梯形选通函数的平滑截锥形形式如图 12所示。图11和12中的两个函数的乘法合成如图13所示。用这种 方法，图13还用来论证没有选通，将没有可辨别的紧密支持区来确保 通过远场相互作用SD/NLS系统形成的准Ricker小波中的有限能量。 没有选通，在紧密支持的所需次级小波区外的区域中，初级波能量将 被浪费。在图13中，应当注意DC偏移的作用。
图14表示准Ricker小波和Ricker小波的时间波形。图15表示 准Ricker小波和Ricker小波的能谱。图14和15用来示例说明地震 能源情形。图14表示比较的时间量化Ricker和准Ricker波形(分别 用虚线和实线表示)。示出了紧密支持持续23毫秒的小波区。Ricker 小波的一对零交叉比设置为8.33毫秒的准Ricker小波的一对零交叉 更接近(即7.67毫秒)。根据图15所示的(两侧)能谱密度特性， 该结果变得清楚。将这些小波设计成具有对地球的隐蔽地层的深地震 穿透有利的峰值在54Hz的能谱密度。同样地，应注意到，Ricker小 波具有DC分量-其不适合于由在海上地震勘探中面临的流体静压力支 持-而准Ricker小波不具有DC分量，因为它具有零时间平均值。
图16表示非选通的发射Gauss-Rees初级波形，与表示解调的源 级波形的图17相比，即，由远场相互作用SD/NLS系统形成的次级小 波。所示的转换效率为约17.5dB，其比将由等效的远场相互作用 DW/NLS系统使用同样的非线性参数生成的更有效约6dB。注意，通 过非线性/参数声纳：(a)媒体的非线性传播特征引起高频、高源级 波形将其本身解调成低频波形；以及(b)解调的波形与发射的波形 包络的一阶导数成比例。
图18表示对应于如图16-17所示的时间次级小波的解调的源级 波形。该准Ricker小波被模拟为由非选通的Gauss-Rees初级波形产 生。图19表示解调的波形的电压谱，表示该准Ricker小波的模拟(一 侧)能谱。与先前所述的54Hz海上地震能源一致地设置适合于该远 场相互作用SD/NLS系统生成的准Ricker小波的等式中的a参数。
图20是发射的参量声纳波形。
图21是解调的源级波形。图20-21可与图16-17相比，除了通过 激励示例说明了在平滑梯形选通脉冲的首次尝试。如可以从图20-21 中的时间初级波形/次级小波比较发现的，选通脉冲具有太短的平顶以 及太快的上升和下降时间而不能避免前和后次级小波脉动，即使该设 计将是非常能源高效。
图22重复如在图20-21比较中所看到的(相同，有点失真)时 间次级小波。这样做以便在图23(解调源级波形)中表示时间次级小 波失真对相应(一侧)能谱的影响。很显然，与该选通脉冲的粗切削 设计有关的频谱脉动将削弱任何详细的频谱分析。能强制设计精化以 便将这些频谱脉动降低到频谱分析可接受的水平以下。
注意力转向到经由修改a参数来定标次级小波及其能谱。图24 表示相对于迄今用于初级波形与次级小波论证目的的其较长持续时间 对应部分，按2:1定标的Gauss-Rees初级波形。为实现此，按2:1 增加a参数。
图25表示解调的源级波形，以及图26表示解调波形的电压谱。 更具体地说，图25表示由图24所示的Gauss-Rees初级波形生成的相 应次级小波。将注意到，如所预期的，按2:1因子缩短最终的准Ricker 小波。图26表示相应的(一侧)能谱按2:1拉伸以及其峰值从先前 的54Hz上移到108Hz。
为实践起见，现在详述由远场相互作用SD/NLS系统生成的 Gauss-Rees波形和准Ricker小波的初级波形/次级小波特性和属性。 上文模拟的重点当其与穿透有关时，突出效率，以及当其应用于成像 时，突出分辨率。然而，期望经由非线性材料属性和磁滞以及非弹性 散射的影响的频谱分析来获得材料属性，产生有关B/A参数定量特征 对于各种气体、液体和固体有多独特的问题。图27试图通过表示用于 示例性气体、液体和固体的典型B/A参数比，由此基于它们的非线性 声B/A参数比来分开和识别各种隐蔽材料的潜力来解决该问题。
通过应用小波复制-相关处理器来分析B/A参数比信息，该处理 器与频谱分析仪等效。可以基于汇编大的分类混乱矩阵来完成类别的 完全分开。作为实际的替代方案，能监视和执行识别具有这些特性之 一的材料的存在。用这种方式，试验将主要陈述即使未识别出所存在 的，存在非常高的可能性不存在违禁材料或关心的材料。相反的任何 表示将启动违禁物体或材料的更细粒度搜索。
也能以类似方式使用的另一非线性声相互作用包含使用与光 Raman散射类似的声Raman分子散射。在非侵入远程检测的上下文 中，执行类似于由核磁共振(MRI)频谱成像执行的非线性声脉冲探 询。
关于光Raman(即非弹性)散射，期望声Raman分子散射以在 原始探询信号谱中不存在的频率产生频率(下移)Stokesian线。这是 由于能量被吸收到由非弹性散射引起的能量状态变化中。同样地，(频 率上移)反stokesian线也将出现。这是由于能量被由激励材料中的分 子的非弹性散射碰撞所引起的能量状态变化放弃。这些线将出现在来 自被探询的材料中的分子的非频移Rayleigh或Mie弹性散射的周围。
光Raman散射产生在Rayleigh或Mie散射基值之下通常分别为 30dB至40dB左右的stokesian和反stokesian线。类似地，声Raman 分子散射可以被认为对于其stokesian或反stokesian线具有类似的相 当级，或通过先前的无太间接实验的适当扩展，可以揭示有点不同甚 至可能更强的线。再次通过光Raman散射的模拟，来自非弹性声子 碰撞的这种声发射很可能经受各向同性散射。
因此，期望这些Raman散射声子发射相对于来自远场相互作用 SD/NLS系统的弹性散射作用来说很弱，其中，这些更强分量用于B/A 参数比统计测试。即使如此，因为stokesian和反stokesian线具有陡 的谐振峰值，当经受窄带频谱学时，很容易从平滑的准Ricker次级小 波频谱来区分它们。同样地，由频谱分析提供的信号处理增益相对于 与被探询的材料内的分子的热搅动有关的宽带噪声，将有效地大大增 加stokesian和反stokesian线的信噪比(SNR)。
因此，实施例通过提供更好的外壳壁穿透来提供非侵入的远程检 测，同时为成像目的，保持等效范围和横向分辨率。另外，实施例能 提供通过成像来识别被隐蔽的物体的形状，以及通过非线性声相互作 用和磁滞，以及通过来自被隐蔽的材料内的声Raman分子散射，来 识别其材料属性。
现在转到图28，其提供代表性装置的高级概述的示例。存在发射 机2，其提供波形10，波形10与媒体7相互作用，通过媒体7穿过容 器5到达物体4。由接收机6接收的波形14取决于它们被如何配置而 由散射、反向散射、前向散射的声能产生。处理器8通过链路16上的 信号与发射机2通信，以及处理器8通过链路18上的信号与接收机6 通信。更具体地说，图28示例说明了包括在下文中详细描述的 Gauss-Rees波形调制器的发射机2。然而，通常根据是否通过阻挡层， 诸如容器壁5将物体隐藏于发射机2，Gauss-Rees波形调制器也可以 包含用于均衡由于阻挡层的前后面的阻抗不匹配的多径反射的系统。 这种阻抗不匹配可以在穿过壁5过程中另外产生波形强度的显著损 耗。另外，发射机2可以具有与单发射器匹配的数字交换功率放大器 阻抗。这作为有效地将电波形转换成可被反馈控制的均衡失真的类似 声压Gauss-Rees波形的换能器装置，从而在波形遇到传播媒体后，提 高阻挡层穿透。
变化线12示例说明在处理弹性和非弹性散射过程中存在差异。 弹性碰撞没有声子能量的交换，而非弹性碰撞由于能量吸收而具有向 下频移，以及由于辐射能量而具有向上频移。分别地，弹性散射引起 Mie声散射，而声Raman分子散射是来自传播媒体5的成分的非弹性 散射的形式，在遇到物体4后更是如此。
物体4可以或可以不被阻挡层，诸如容器壁5隐蔽。如果存在容 器壁5，则通过上述均衡的改进将驻留在发射机2中。与物体4是否 还由容器阻挡层壁5隐蔽无关，物体4引起弹性和非弹性散射作为非 线性效应的一部分。弹性散射的情形取决于物体的系统分辨率体积大 小属性(即分别除以体积模量的一阶和高阶非线性系数)。非弹性散 射的情形取决于其微量声Raman分子散射属性。
剩余声初级波形10和物体失真的声次级小波14均由物体1散射， 使其具有递增体积和使它们具有物体4的声Raman分子散射特征。
这些通过反向散射路径、倾斜散射路径、前向散射路径在接收机 6处被接收。最好通过使用多个接收机(如下另一实施例所述，但通 常通过与接收机6类似的每个接收机)，除了判别物体4的材料属性 外，还可以重构物体的三维形状的断层分析图像。
接收机6可以包括超宽带麦克风，诸如商业上可获得的 Earthworks麦克风型号#s/n 9837A，其能充当将剩余载波具有的 Gauss-Rees初级波形和超宽带声次级小波转换成它们的电对应部分 的换能器。
接收机6还可以包括用于通过通常集成在该商业可获得的麦克风 中的前置放大器来放大低噪声中的强度的装置。如果阻挡层壁5隐蔽 物体4，那么接收机6可以具有改进声次级小波的一次通过的自适应 均衡器。同样地，当剩余声初级波形必须进行二次通过同一阻挡层而 向接收机6返回波14时，其还必须通过自适应均衡来减缓。即，在发 射机2的均衡处理中应当考虑壁5的影响。另外，接收机6可以具有 被包括为接收机6的信号预调功能的自动、手动、预编程和时间变化 的增益控制、预变白滤波和噪声归一化。
链路18连接接收机6以便将其预调信号以数字格式发送到处理 器8，同时还在相同的链路18上发送回各种增益控制，如下详细所述。
处理器8为对象成像目的，负责将距离选通应用于径向维数并同 步横向维数的“探照灯”扫描(其是在“泛光灯”非扫描声Raman分子 非弹性散射情形中不特别需要的功能)。
处理器8还使用按照权利要求3，4，5，6的从传播介质的区域 特性导出的标准化小波作为被故意失真以表示在递增体积材料属性库 中存储的各种材料的属性B/A，C/A，...的影响的母小波，来执行连 续小波变换(CWT，continuous wavelet transform)信号处理。处 理器8还执行被称为Mellin变换的CWT信号处理的紧密相关以便提 取声Raman分子散射特征，用于与微量元素库进行比较。其中，判 定逻辑也集成在框8中以便产生物体存在和物体不存在的判定。
链路16是在处理器8和发射机2之间提供的双向链路，以便于 通过处理器8的径向选通，同步和控制标志时间记录酉脉冲选通为发 射机2的Gauss-Rees电初级波形调制器动作的一部分。与当寻找不存 在的物体时不扫描相反，当判定逻辑寻找存在的物体时，连同横向扫 描的同步一起用于弹性和非弹性散射。
图29提供用于发射机2、接收机6和物体4的一些代表性方向。 发射机2和接收机6也能位于用于支撑两者的装置中，或能在用于支 持一个或另一个的装置中，在指定应用的具体情况下优选。装置实际 上可以是设计成提供这种目的或功能的任何装置或机构。方向基本上 可以是垂直或水平的，或来自在诸如用来防止海港进口危险或非法物 体4的浮标、同样用于监视公路的收费站、或用于行人的过道、调车 厂，以及甚至战场的不同应用中的装置。类似，装置能安装在气垫船 中、微型化为手持装置，比方用于机场安全，安装在飞机、无人驾驶 飞机或机器人等等中。注意在图29中，通过另外的xyz轴来示出各种 方向。
现在转到图30，初级声波形调制器20用MATLAB编码的软件 生成Gauss-Rees算法的包络部分。该软件嵌入还控制整个系统的其它 功能的主机中，诸如经由链路16馈入初级声波形调制器20的同步和 扫描/非扫描控制器。初级声波形调制器20提供驱动放大器24的正弦 载波调制输出，如下文更详细所述。
初级波形自适应均衡器22实现穿透阻挡层5时所呈现的初级声 波形损耗的自适应最小化。均衡器22通过在16b输入的反馈误差信号 而自适应调整其系数的多径滤波器的采样数据z平面形式的反数字滤 波器z平面形式的中和动作来实现此操作。执行此以便抵消由也可以 是封装物体4的容器壁的(可能为金属)阻挡层的前后接口的阻抗不 匹配引起的反射的z平面表示。
如由均衡器22所驱动，放大器24是标准商业可获得的大线性动 态范围数字交换放大器，诸如National Instruments型号#L-2。这将 提供足够的功率放大，同时保持线性度足够精确以便注意防止内部非 线性失真与由电声压换能器发射到或通过传播介质7后发生的非线性 失真竞争。
来自放大器24的输出驱动高源级(SL)发射器26。能为最终的 非线性初级波形到次级小波的转换效率，从可获得的商业厂商寻找发 射器26。发射器26可以是至少15分贝，超过由参考在一米距离处一 个微Pa的149分贝给出的峰值SL，如由在次级声小波、定标的SL 单发射器原理论证中使用的商业可获得AIRMAR AR-30柔性盘发射 器表示的。
图31表示更详细地示例说明处理器8，其包括信号处理器，信号 处理器具有能通过强弹性和例如约25至30dB的更弱非弹性散射，来 做出有关成像形状和材料属性的判断的逻辑。当存在物体4时，弹性 和非弹性散射共同发生。还能提供有关缺少图像细节，以及当的确不 存在那种物体时不存在不期望物体4的材料属性的判断。
处理器8还能提供能用在至少一个，最好是两个反馈环中的自适 应误差信号以便控制自适应均衡。自适应均衡可以：a)应用于发射机 2，以便提高在发射期间穿过过程中以及在接收期间其剩余返回过程中 Gauss-Rees初级波形的阻挡层穿透，以及b)应用于接收机6，以便 提高在接收期间返回的准Ricker次级小波的阻挡层穿透。处理器8还 具有合成器和波形扫描/非扫描控制器30。
链路18a发送脉冲调制器命令信号，以便告知发射机2在每一径 向周期期间以及在用来同时成像的每一“探照灯”波束扫描周期期间何 时发射，同时采用来自每个图像像素体积的弹性和非弹性散射来确定 物体的材料属性。在使用“泛光灯”波束期间将不停用链路18a，以便 于同时采用非弹性散射来探询整个容器，以便确定特定的不期望物体 4不存在。
链路18b和18c分别将来自接收机6的数字信号传送到B/A， C/A，...比连接小波变换信号处理器38。使用链路18b和链路18c， 使能声Raman分子散射频谱处理器40。
链路52和60分别传送数字控制信号以便影响波束扫描增量的径 向选通和偏移。当“探照灯模式”用于弹性和非弹性散射以确定物体4 存在时，使用链路52和60。当“泛光灯模式”仅用于非弹性散射以确 定不期望的物体4不存在时，使用链路52来转接。
信号处理器38执行连续小波变换(CWT)分析，包含在通过链 路52和60影响的同步和控制下，使用复制相关积分来形成参数搜索。 该方法基于已被故意非线性失真以便反映B/A，C/A，...比材料非线 性失真系数的不同值的母小波的延时和定标的时间形式，使得梯度或 任何其它搜索方法可以断定B/A和C/A值在每一3D体积像素和为链 路54传送的数字结果内。
同样地，频谱处理器40执行信号处理器中的Mellin变换分析， 包含探询非弹性散射的声Raman分子散射频谱。非弹性散射是由于 产生Raman频率下移的声子的材料吸收和产生声非线性频谱特征的 声子的5dB左右更弱材料辐射。该特征允许基于已知的Raman散射 库特征的匹配的材料属性判别。在频谱处理器40的信号处理内接收和 处理的非弹性散射被从来自接收机6的链路18c导出的次级小波“脉 冲”信号驱动，以及在链路58上传送数字结果。
链路46同步和控制在逻辑42的弹性和非弹性散射/图像和材料 属性判定逻辑中执行的功能。
逻辑42做出最终判定用于在链路56上馈送显示44。即，链路 54和56分别向逻辑42的弹性/非弹性散射图像/材料属性判定逻辑馈 送小体积B/A，C/A，...比弹性散射材料属性特征匹配和频谱非弹性 材料属性特征匹配，这些匹配是在寻找在由其径向维数和两个横向“探 照灯波束”扫描的维数确定的任何体积像素内存在的物体过程中获得 的，以及当无距离选通和扫描的非弹性散射“泛光灯波束”探询被用来 断定不存在不期望的物体非弹性材料属性特征时的情形。关于这一点， 作为另一实施例假定将神经网络方法用于逻辑42，以及U.S.专利号 No.5,634,087，名为“Rapidly Trainable Neural Tree Network”，1997 年5月27日发布，并指定为发明人Richard J.Mannmone等人在此引 入以供参考。
链路48用来同步和控制图像形状、在材料属性搜索后存在的小 体积和微量物体4、以及不存在不期望材料属性的微量物体的彩色监 视器显示44的功能。
显示器44接收经由链路56馈送到彩色监视器显示44中的由逻 辑42在链路48的同步和控制下做出的最终判定。其它输出装置也是 用于格式化对人的结果显示，以及应用符号来表示可能存在和不存在 不希望材料的适当装置。
现在转到图32，示例说明发射机2的另一实施例。实质上，发射 机2的该变形具有适合于取代嵌入图28的发射机2中的图29的计算 机20的部件等等，被重新设计为图32的发射机2B。图32示例说明 多发射器阵列实施例。在该实施例中，由于在滤波器60中Gauss-Rees 初级波形被细分成多个连续但不重叠的频率槽(frequency bin)，可 以基于每一频率槽，应用Gauss-Rees初级波形的发射机端自适应均衡 作为反馈校正的振幅和相位调整。这些滤波器60对应于用来使N个 发射器的发射机换能器阵列组装在框68中的多个发射器。
链路59将Gauss-Rees初级波形的模拟波形变换-隐含地，在图 32，33和34中，这些是N多链路(例如在链路59中隐含591至59N) -提供到连续模拟带通滤波器组(BPF)，以及通过数字波形变换链路 59到带通滤波器组60的数字实现是优选替代方案。
更具体地说，BPF60包括N组连续但不重叠的频率BPF以便于 将Gauss-Rees初级波形细分成N个相干锁相通道，作为用于驱动由N 个发射器组成的发射机换能器阵列的合成频谱分解。该方法允许每个 发射器必须仅处理最终重构的初级波的总Gauss-Rees声能的1/N部 分。该细分的能量出现在被其相应BPF“拉伸”的脉冲中，以及相对于 如果未发生该脉冲“拉伸”时将存在的，其持续时间增加以及峰值压力 级减小。该方法由此使得增加每个单独发射的细分Gauss-Rees声初级 波形。这因此在聚焦重构该发射机换能器阵列的Rayleigh近场/远场 转变的近中场周围的N个通道后，导致甚至更高的声源级(接近甚至 超出期望的临界激震源级)。注意，通过该阵列的面积除以初级波形 的波长，以一致单位给出所述距离。
链路61将N-BPF 60的“拉伸”脉冲数字地耦合到相应的N组振 幅和相位均衡器69中。因为在N频率槽基础上应用均衡器69，存在 影响用于自适应地提高阻挡层穿透的时域去卷积处理的频域方法，否 则在单个基础上应用。例如，在单发射器方法的发射机2端和图28 的接收机6端，存在接收机和与图32的发射机2B共用的均衡器。
存在每一N频率槽自适应振幅和相位均衡器单元62，以便提高 阻挡层5穿透。在每一个中，由其自己的频域自适应反馈环(每个包 含图34的其自己的链路691至69N)来驱动振幅和相位调整，其为使 用每一N频率槽振幅和相位的细分方法。能使用该方法来代替通过去 卷积方法来覆盖整个频带的单通道实现的自适应反馈环中使用的N个 延时抽头。作为替代，它在结合它们之前计算用于每个延时抽头的复 数加权，并根据应用于该总和的自适应误差标准来修改每个加权，以 便a)首先形成由于阻抗不匹配所引起的阻挡层前面和后面多次反射 的干扰响应的采样数据z平面形式；然后b)还反转该z平面滤波器 响应(同时相应地处理顺序相关不适当积分不连续性)以形成z平面 均衡响应，以便以此方式并通过其频域的N频率槽分解，来抵消多次 反射对阻挡层穿透的影响。
通过链路63将数字N信号流(当阻抗层5必须被穿透时，可能 在自适应振幅和相位均衡单元62中被均衡校正)传送到N组时延移 位寄存器64。
预先调整移位寄存器64，以便聚焦来自用来驱动时延记录的滤波 器60(可能通过N通道自适应振幅和相位均衡单元62)的N组合成 频谱数字波形，以便在以位于“远离”距离的焦点附近为中心的焦点区 域中发生聚焦的Gauss-Rees声初级波形重构，所述“远离”距离近似处 于Rayleigh近场/远场转变区之间的中点。
通过链路65将时间记录的数字N信号流传送到N组数字交换功 率放大器66。框66中的N数字交换功率放大器是多种单个数字交换 功率放大器24，实际上是图29中的一组这种放大器24，但每个处理 由N组BPF 60形成的细分“拉伸”脉冲之一。
由链路67将功率放大的N数字信号传送到N个发射器68的发 射换能器阵列中。发射换能器阵列具有N个发射器，每个与图29的 单个发射器26类似。然而，在该实施例中，由于在N个发射器的合 成频谱聚焦阵列中隐含的相干加法的重构动作，由于放大，对于源级 不太强调这些发射器29的每一个。这表示，能使用更普通的发射器 29来实现与单个发射器相同的源级，但具有显著的“远离”距离能力的 优点。而替代方案是使用现有的商业发射器来实现比迄今可能的高得 多的源级，即，超出临界激震级扩展到准饱和区中的潜能。根据在出 现转变效率的急剧下降之前该虚源级能扩展到何种程度，例如，能提 取声次级小波源级中的10dB增加。例如，可以通过平方Gauss-Rees 声初级波形的包络以补偿从产生自解调声次级小波的非线性影响的变 化，来进行该提取，所述声次级小波与准饱和区中的初级波形的声压 变化的绝对值的时间导数成比例，与用于其非饱和对应部分的当前采 用的绝对值平方相反。即，当声初级波形源级等于或小于临界激励源 级时。
多个链路101至10N分别与图28的链路10类似，除了每个“拉伸” 脉冲的通常较低源级占先主要非线性相互作用，直到在焦点区70中重 构Gauss-Rees初级波形为止。
焦点区70有效地充当在离其原始阵列面相当“远离”距离(如结 合滤波器60和移位寄存器64所述)之前的非常强的虚声能源。使用 焦点区70的实施例便于行进波阵面上的更高源级Gauss-Rees声初级 波形，所述行进波阵面传播通过在焦点区附近出现的近场/远场转变， 所述焦点区的横截面远小于N个发射器68的发射换能器阵列。
在焦点区70中形成的非常强的虚声源级的前进与参考沿图28的 10和12传播的声波形所述的相同，除了能调整该非常强的虚源级以 便在准饱和区中操作以外。在出现转换效率的急剧下降之前，该区域 扩展超出在媒体中产生的非线性相互作用的临界激震级差不多假定 10dB(如上连同有关转换变换函数的相关改变的考虑，在发射器68 的上下文中所述)。
注意图32具有图33中所示的伴随辅助结构图示。图33示例说 明N个发射器68的发射机换能器阵列的Rayleigh近场/远场转变区。 图33示例说明合成频谱聚焦的“热点”或焦点区70先前实施例。该实 施例能结合如图32中详细所示的各自的功率放大器66等等，使用凹 (即抛物线)阵列发射器68。
如在给定的实施例中所期望的，可以寻找材料阻抗传递函数中的 谐振窗。一旦找到，可以使用去卷积来加宽相应传递函数的带宽以便 适应初级波形式。能考虑使用同态去卷积的实施例，其在未清楚地了 解谐振窗的情况下执行其功能。
现在转到图34，示例说明了处理器8的信号处理部分的动作的另 外部分，图31的逻辑42还具有通过径向选通的位置和阻抗层5的存 在的逻辑导出特性的初步测量，这可以被用来挑出如从在链路71上输 出的剩余Gauss-Rees声初级波形和在链路73上输出的声次级准 Ricker小波样本接收的反射的所识别的阻抗层反射样本。两者均分别 是下列信号返回的合成：在前一情况下，从阻挡层5的正面反射的与 从阻挡层5的背面反射的干扰；以及在后一情况下，在相反方向通过 阻抗层5。
为自适应产生由与传播媒体的正面和反面阻抗不匹配产生的多 径反射的z平面有限脉冲响应(FIR)滤波器表示的目的，将阻挡层 反射的剩余Gauss-Rees声初级波形的径向选通和逻辑导出识别的样 本传送到滤波器72。在滤波器72，使链路71所提供的样本通过一个 FIR滤波器，该FIR滤波器的未知系数经受自适应反馈环误差信号， 该自适应反馈环误差信号是通过取数字存储器中存储的标准 Gauss-Rees电初级波形之间的差而获得的-如经链路75传送。FIR滤 波器输出信号用来形成用作有关FIR滤波器系数的反馈控制的误差信 号，其FIR滤波器系数经链路16b输送到图29的均衡器22。执行上 述操作以便创建反FIR滤波器(同时还使用与用来消除不适当的积分 调节类似的处理来处理奇点)并用来自适应预抵消对在均衡器22处理 的Gauss-Rees电初级波形的期望的阻挡层5传递函数影响。通过链路 21来执行传送。在该自适应预校正后通过链路23退出均衡器22后(如 图29的均衡器22所示)。链路16b还进入N多个频率槽76，其中， 将z平面FIR滤波器响应细分成图32的N个频率子带匹配滤波器60。 通过链路691至69N，传送在N系数上变换的最终N(反)振幅和(共 轭)相位系数，并在图32的均衡62中用作导出的振幅和相位均衡系 数(同时还使用与用来消除不适当的积分调节类似的处理，来处理奇 点)。该方法自适应地预抵消在N多个发射器实施例中产生的阻挡层 5传递函数影响。
为自适应产生由与传播媒体的正面和反面阻抗不匹配产生的多 径反射的z平面有限脉冲响应(FIR)滤波器表示的目的，通过链路 73，将已经通过阻挡层的准Ricker声次级小波的径向选通和逻辑导出 的识别样本传送到FIR滤波器74。在FIR滤波器74中，使链路73 所提供的样本通过FIR滤波器，该FIR滤波器的未知系数经受自适应 反馈环误差信号，该自适应反馈环误差信号是通过取数字存储器中存 储的标准准Ricker电次级小波之间的差值获得的-如经链路77传送 的。FIR滤波器74输出信号形成用作FIR滤波器系数的反馈控制的 误差信号。经链路18b，将FIR滤波器系数输送到图30的反均衡数字 滤波器32。
产生和应用反FIR滤波器(同时还使用类似于用来消除不适当的 积分调节的处理，处理奇点)，以便经链路31，自适应抵消对于进入 放大器32的电次级小波的期望的阻挡层传递函数影响，以及在该自适 应校正之后，信号经链路33退出放大器32，如图30的放大器32所 示。
总之，根据上文，存在新发现的Gauss-Rees波形及其应用。这 些应用能完成并允许实现以前还没有实现的，诸如探询容器中的物体， 而不会对人或动物造成辐射伤害风险。用途扩展到用于执行应用的机 器、制造产品和及其制造使用方法。
在方法的情况下，简单地看，一个方面可以被看作用于识别物体 的方法，该物体实际上可以是任何物体，但物体的一个标准定义是形 成研究或科学主题的要素或构成。代表性物体，决不是穷举，包括武 器，诸如火器、刀、箱形刀架或其它武器、大规模的矿石、武器系统、 放射性物质、爆炸或纵火或易燃成分、化学、生物材料、毒品--实际 上，法律禁止的任何物体。
在实施例中，诸如在此所述，物体可以是尺寸极小的，诸如分子、 元素或同位素，甚至在优选的小于10,000分之一、小于1,000分之一、 小于100,000分之一、小于1百万分之一、小于10百万分之一、小于 100百万分之一、小于10亿分之一、小于100亿分之一、小于100亿 分之一，以及小于1万亿分之一的最佳范围中，或物体可以是大规模， 诸如区分军事目的与非军事目的或区分导弹或火箭或炸弹和另一个， 或假定飞机。即，将初级声波形对准物体的步骤包括：将脉冲对准在 容器中隐蔽的物体，例如，以一种方式或另一种隐藏该物体，例如从 固体中的同位素到行李中的武器。
这可以包括将脉冲对准在行李中隐藏的物体、在货物容器、机动 车(诸如包括卡车、汽车的机动车，除卡车和汽车外的机动车、水艇、 飞机、导弹(或火箭或炸弹)中隐藏的物体，以及在核反应器中隐藏 的物体，诸如泄漏燃料，或在人身上或人体中隐藏的物体。物体能隐 藏在建筑物、地下、水下、金属容器，诸如具有至少1/4英寸厚度， 或达至少1/8英寸厚度的容器中。
在挽救生命避免雷区过程中，实施例能包含识别诸如(任何类型 的)地雷或水雷的物体，而且能识别诸如考古现场，或包括井源或遗 忘的石油装置的管道的物体。的确，物体可以是诸如烃的地下成分或 成分的指示，诸如表示可能烃存在的圆顶，即，烃的指示。
在任一实施例中，该方法能包括步骤：将初级声波形对准物体以 便产生非线性声效应；接收由非线性效果产生的次级小波；以及在识 别物体过程中处理接收的次级小波。
在任一实施例中，识别物体的步骤可以包括：形成物体的图像和 /或例如通过比较接收的次级小波和标准来识别材料。可以通过将接收 的次级小波与由来自空气、水和/或陆地的非线性声效应产生的次级小 波进行比较，来获得所述标准。的确，在任一实施例中，识别物体可 以包括形成陆地地震分层图像、海水分层图像。
在任一实施例中，接收步骤可以包括：接收次级小波作为散射的 声能、作为反向散射的声能、作为倾斜散射的声能、和/或作为前向散 射的声能。同样地，任一实施例可以包括在一个以上的接收机处接收 次级小波，以及其中，在识别物体过程中处理接收的次级小波的步骤 可以包括：形成断层分析图像，通常最好是三维断层分析图像。
同样地，在任一实施例中，对准步骤可以包括：使初级声波形穿 过容器壁(例如或其它阻挡层)到达物体。最好在任一实施例中，通 过具有在接收之前未增加的波束宽度的初级声波形，以及最好，通过 具有在接收之前减小的波束宽度的初级声波形，来执行对准步骤。
在任一实施例中，还能包括下述步骤的任何一个或多个：(a) 将初级声波形整形为通过足够的直流偏移被时间微分的高斯包络，没 有一个包络为负；(b)使用该包络来调幅正弦载波，和/或(c)通过 酉脉冲来选通调幅的正弦载波。
同样地，任何一个实施例可以进一步包括下述步骤的任何一个或 多个：(a)通过时间微分发射器远场中的包络的非线性声效应，来标 准化初级波形的次级小波；(b)区分由物体引起的次级小波的失真； (c)在识别物体过程中，特征化所述失真；和/或(d)分开弹性散射 和非弹性散射。
类似地，在任一实施例中，可以通过具有未认识的载波的小波来 执行接收次级小波的步骤。在任一实施例中，接收步骤可以包括：将 非线性效果辨别为与弹性散射有关，和/或辨别非线性系数与体积模量 之比；甚至，还可以执行辨别步骤，所述比率是一阶非线性系数与体 积模量之比，以及其中，辨别步骤还可以包括：辨别二阶非线性系数 与体积模量的第二比率。类似地，辨别步骤可以包括：将次级小波与 对空气、水和/或陆地标准化的小波进行比较。
在任一实施例中，接收步骤可以包括：将非线性效果辨别为与非 弹性散射有关；和/或执行步骤可以包括由次级小波激发的非线性响应 的频谱分析。优选范围可以包括：根据实施例是否涉及空气、陆地和 水，通过具有在40-80KHz、20-40KHz、25-30KHz、2-4KHz、 909-1,091Hz范围内的频率的初级声波形，来执行对准步骤。
优选范围可以包括：再次根据实施例是否涉及空气、陆地或水， 选择Gauss-Rees初级波形的定标以生成具有在2.5-7.5Hz、0-40Kz以 上、0至20Kz以上、0至2kz以上、91至273Hz以上范围内的频率 的次级小波。
在任一实施例中，识别步骤可以包括确定物体存在还是不存在。
接收机6能位于与上述兼容的任何结构中。例如，能放置接收机 6，用于从气垫船、无人驾驶飞机或机器人、浮标、手持装置、收费所 装置、具有位于任一轴的接收机6/发射机2的通道装置对准，例如， 用于从垂直通道装置、从水平通道装置或两者对准。任一实施例能包 括用于相对于物体，移动对准初级声波形的装置、相对于对准初级声 波形的装置，移动物体和/或移动物体和对准初级声波形，以及调整相 对运动的结构。这是补偿感兴趣的应用中的移动。
在处理输出过程中，还能看到不同实施例及其变形，例如，处理 步骤可以包括：处理接收的次级小波以形成像素，最好是三维像素， 以及最好包括识别多个像素的每一个中的物体的步骤。
用于任一实施例的确切优点是，执行实施例以便通过不与物体的 容器接触的换能器，产生初级声波的步骤，而在一些实施例中，仅通 过在发射器的远场中发射的一个发射器来执行对准初级声波形的步骤 是可接受的，通常最好通过在由发射器形成的阵列的远场中发射的多 个发射器，来执行对准初级声波形的步骤。
在任一实施例中，能通过邻近滤波器来执行对准步骤，每个所述 滤波器具有唯一通带并对应于阵列中的发射器，以及最好通过邻近滤 波器来执行对准步骤，每个所述滤波器具有唯一通带并对应于阵列中 的发射器，并进一步包括形成放大初级声波形的相干重构的焦点区的 步骤。
在任一实施例中，接收步骤可以包括：均衡由壁5与物体4的容 器壁的阻抗不匹配的步骤；对准步骤包括均衡阻抗不匹配的步骤，以 及最好对准和接收步骤均包括修改反馈以执行均衡步骤。
附图和附图上下文的上述描述为教导目的，包含如何制造和如何 使用几个实施例的许多细节。然而，发明人请求实施例及其上下文的 细节不应当构成限制：这些是举例教导而不是限制。
总的来说，请求认识从在此的核心教导产生的可能性的强范围。 更宽泛地说，然而，在此采用的术语和表达式用作教导而不是限制， 以及在使用这些术语和表达式中，没有排除所示和所述的特征的等效， 或其一部分的意图，应意识在此所预期和建议的实施例的范围内，各 种改进是可能的。另外，在此描述和建议不同实施例。尽管已经参考 具体的实施例，描述了在此的公开内容，这些公开内容打算为示例， 而不是限制。在不背离在附加权利要求中限定的真正精神和范围的情 况下，本领域的技术人员能想到各种改进和应用。
因此，尽管上面仅详细地描述了一些示例性实施例，本领域的技 术人员很容易意识到在本质上不偏离在此的新颖教导和优点的情况 下，许多改进在示例性实施例中是可能的。因此，所有这些改进意图 包括在由权利要求限定的范围内。在权利要求中，装置加功能权利要 求意图将在此所述的结构覆盖为执行所列举的功能以及不仅结构等 效，而且等效结构。因此，尽管钉子和螺钉可能不是结构等效，因为 钉子采用圆柱形状来固定木制部件，螺钉采用螺旋面，但在紧固木制 部件的环境中，钉子和螺钉可以是等效结构。
优先权声明
本专利申请是系列申请的一部分，要求同一申请人2003年11月 25日提交的U.S.专利申请序列号No.10/722,648的优先权，并在此引 入以供参考，其要求2002年11月27日提交的U.S.序列号60/429,763 的优先权并引入以供参考，以及要求01/22/2002提交的PTO公开文 献503900的权益并在此引入。
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