1、與目前常用的基于磁通門（Fluxgate）、霍爾效應（Hall）和磁電阻效應等的磁傳感器相比較，基于巨磁阻抗效應（Giant Magneto-Impedance，簡稱GMI）的GMI磁傳感器還具有靈敏度高、體積小、響應速度快、磁滯小以及功耗低等優(yōu)點，在微弱磁場測量等領域具有廣闊的應用前景。與此同時，以地球磁場為背景的磁異檢測（Magnetic Anomaly Detection，簡稱MAD）技術，具有無源被動檢測、隱蔽性能好以及抗干擾能

2、力強等特點，可廣泛應用于資源勘探、交通運輸和軍事目標探測與跟蹤等領域。因此，開展GMI磁傳感器及磁異信號檢測技術方面的研究具有重要的理論意義和工程應用價值。本文圍繞著GMI磁傳感器的設計以及鐵磁性目標所引起的磁異信號的檢測問題等內容展開深入的研究，其主要包括：
　?。?）簡要介紹了 GMI效應及其與驅動電流頻率之間的關系等內容，研究了所選用非晶絲材料的頻率特性，并據此選取了敏感探頭的驅動電流頻率和線性工作區(qū)間；同時，利用直流線圈提

3、供偏置磁場的方式，設計了一個差分式結構的敏感探頭，提出了利用具有強噪聲抑制能力的正交鎖定差分電路代替峰值檢測電路作為GMI磁探頭的信號調理電路，并詳細分析了該信號調理電路的工作原理以及該 GMI磁傳感器的各項性能；另外，根據第二代電流傳輸器（second generation Current Conveyor，簡稱CCII）和跨導運算放大器（Operational Trans-conductance Amplifier，簡稱OTA）等有

4、源模塊的工作原理，利用現(xiàn)有商業(yè)芯片AD844，提出了一個振蕩條件和諧振頻率獨立可調節(jié)的雙輸出正交正弦振蕩器，并詳細介紹了該振蕩器的工作原理以及進行了非理想條件分析。
　　（2）建立了磁異檢測的數學模型，詳細推導了基于三個正交基函數的磁異信號的表達式，并針對目標信號的特征時間已知的條件下，根據正交匹配濾波器組理論，提出并詳細闡述了適用于白噪聲情形下的基于正交基函數匹配濾波器組的磁異檢測系統(tǒng)，并以此為基礎，構建并詳盡分析了可應用于有色

5、噪聲情形下的基于LMS自適應AR模型的白化濾波器和正交基函數匹配濾波器組相結合的磁異檢測系統(tǒng)。同時，針對1/f分形噪聲為外界磁場環(huán)境和電路等噪聲的主要來源之一的情形，通過利用仿真驗證的方式，詳細分析了文中所設計的自適應白化濾波器的預白化效果和磁異檢測系統(tǒng)的性能，同時利用實測數據進一步驗證了該檢測系統(tǒng)的可行性和優(yōu)越性。
　?。?）以自回歸-滑動平均ARMA模型理論為基礎，簡要介紹了可應用于不平穩(wěn)時間序列情形下的求和自回歸-滑動平均（

6、Auto- Regressive Integrated Moving Average，簡稱為 ARIMA）模型及其建立流程，并針對磁異目標信號的特征時間未知且背景噪聲為非平穩(wěn)時間序列的情形，根據ARMA模型的L步預測公式，提出了基于 ARIMA模型預測的磁異檢測算法，且利用實測數據和仿真分析相結合的手段，詳細分析了該檢測算法的性能并指出其存在的局限性。同時，以灰色關聯(lián)度理論為基礎，進一步提出了基于 ARIMA模型殘差與灰色關聯(lián)度相結合的

7、磁異檢測算法，并通過仿真驗證的方式對其性能進行了詳細分析。
　?。?）簡要介紹了離散小波變換與逆變換等理論，針對快速離散小波變換的分解過程中存在數據逐級減少等問題，引出了非抽樣離散小波變換的概念；利用小波變換具有時域-頻域空間局部化特性，根據小波閾值消噪的原理，通過分析傳統(tǒng)硬閾值法和軟閾值法中存在的不足之處，提出了基于加權模糊函數的小波閾值消噪的磁異檢測算法，并分別通過仿真驗證和實測數據分析的方式，詳細分析了該檢測算法的性能并指出