Система для зондирования земной коры

Система для зондирования земной коры, относится к области электроэнергетики, а именно к технике георадиолокации и может быть использована для глубинного электромагнитного зондирования земной коры.

Технический результат: расширение функциональных возможностей. Сущность полезной модели: антенные системы - выполнены в виде разделенных однотипных устройств излучения и приема зондирующих сигналов. Формирователь и излучатель обрабатывают сверхширокополосные сигналы без несущей, что существенно отличает систему от традиционных систем.

Регистрация электромагнитных полей, создаваемых излучающей системой устройства, позволяет проводить излучение и мониторинг земной коры, поиск пострадавших в завалах людей и организации аварийно-спасательных работ. Ил. 1.

Полезная модель относиться к области электроэнергетики, а именно к технике георадиолокации и может быть использована для глубинного электромагнитного зондирования земной коры.

Суть электромагнитного зондирования - в периодическом облучении исследуемой среды электромагнитными волнами, приеме и анализе отраженных о неоднородностей этой среды волн.

Известен «Способ электромагнитного зондирования земной коры с использованием нормированных источников поля». Патент РФ 2093863, 1997 г. Сущность изобретения: возбуждение зондирующего сигнала осуществляется СНЧ-КНЧ радиоустановкой, включающей две радиопередающих модуля - генератора синусоидального тока, которые нагружают на протяженные, низко расположенные антенны.

Известен и «Унифицированный генераторно-измерительный комплекс КНЧ-СНЧ для геофизических исследований». Патент РФ 2188439, G01V 3/12, 2002 г. Комплекс содержит n генераторов (передатчиков) синусоидального тока, магнитную и электрическую антенны. Регистрация излучения, создаваемого КНЧ-СНЧ генераторами осуществляется с помощью измерительного комплекса, состоящего из различных датчиков геофизических величин.

Недостатком, как аналога так и прототипа является то, что сейсмические волны приносят сведения только об упругих, механических свойствах вещества. Зондирующий сигнал является искусственным и значительно ослабляется с глубиной проникновения. Важный параметр, определяющий компромисс между достижимой глубиной зондирования и разрешающей способности по глубине, - диапазон частот излучаемого сигнала. Рабочие частоты современных георадиолокаторов (ГРЛ) находятся в диапазоне 1-2000 МГц, а отношение разности и суммы граничных частот спектра излучаемого ГРЛ - сигнала превышает 0,85. Поэтому формировать, излучать и обрабатывать сверхширокополосные сигналы необходимо без несущей, что существенно отличает заявляемую систему от известных. Объектами зондирования предлагаемой системы не только предметы, находящиеся в среде, но и сама среда.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей и снижения стоимости.

Поставленная цель достигается тем, что система, состоящая из приемного и передающего трактов и антенн, при этом антенны выполнены в виде разделенных однотипных устройств излучения и приема зондирующих сигналов и представляют собой плоскостной изолированный симметричный вибратор с полупроводящим экраном, смонтированном в кейсе из стеклопластика совместно с передающим или приемным устройством, причем отношение интенсивности излучения в излучающую среду и в окружающее пространство составляет не менее 20 дБ, при этом генератор передающего тракта выполнен по схеме с внешним возбуждением и формирует сигнал в виде одного периода синусоиды, а приемный тракт состоит из антенны соединенной с входным аттенюаторам, построенного на коммутируемых резистивных элементах соединенных с малошумящим широкополосным усилителем, который параллельно соединен со стробоскопическим устройством выборки и с ЭВМ через контроллер управления, в свою очередь контроллер управления первым входом соединен с входом аттенюатора, а вторым входом с синтезатором стробимпульсов, который соединен первым входом с генератором опорных частот, а вторым входом с генератором передатчика, который соединен с передающей антенной.

На Фиг. Представлена блок-схема системы для зондирования земной коры.

Она состоит из:

1 - приемной антенны;

2 - входного аттенюатора;

3 - малошумящего широкополосного усилителя;

4 - стробоскопического преобразователя;

5 - передающей антенны;

6 - передающего устройства (генератора);

7 - генератора опорных частот;

8 - синтезатора стробимпульсов;

9 - контроллера управления;

10 - ЭВМ.

Ключевым элементом системы - антенные устройства 1, 5 - выполнены в виде раздельных однотипных схем излучения и приема зондирующих сигналов. Собственно антенна представляет собой плоскостной изолированный симметричный вибратор с полупроводящим экраном. Отношение интенсивности излучения в изучаемую среду и в окружающее пространство составляет не менее 20 дБ. Это позволяет вести исследования в самых неблагоприятных условиях.

Антенна смонтирована в кейсе из стеклопластика совместно с передающим или приемным устройством. Генератор передатчика 6 выполнен по схеме с внешним возбуждением и формирует сигналы в виде одного периода синусоиды.

Приемный тракт состоит из входного аттенюатора 2, построенного на коммутируемых резистивных элементах с глубиной регулирования 64 дБ, малошумящего широкополосного усилителя 3, стробоскопического устройства выбора и хранения 4. Временное расположение строб - и синхроимпульса, задаваемое цифровым синтезатором 8, определяется управляющим кодом и изменяется с заданным интервалом дискретизации по временной шкале с максимальным значением 1,2 мкс. Синхронизация обеспечивается опорным кварцевым генератором 7. Формирование управляющих кодов, прием кодов от устройства выборки и хранения 4, обслуживание канала сопряжения с ЭВМ 10 осуществляется программируемым контроллером управления 9. ЭВМ 10 обеспечивает управление адаптацией режимов работы системы, наблюдением, регистрацией и обработкой информации.

Заявляемая системы представляет собой компактное переносное устройство, что значительно облегчает работу с ним. Система обладает высокой надежностью, малым электропотреблением, незначительными габаритами и весом.

Кроме того, система обеспечивает уверенный прием, регистрацию, обработку и отображение информации, представляет собой эффективное средство получение информации о структурной неоднородностях исследуемой среды.

Сфера применения этой системы может быть расширена за счет создания аппаратно-программных средств для обнаружения и обезвреживания мин, а также поиска пострадавших в завалах людей и организации аварийно-спасательных работ.

Система для зондирования земной коры, состоящая из приемного и передающего трактов и антенны, отличающаяся тем, что антенны системы выполнены в виде разделенных однотипных устройств излучения и приема зондирующих сигналов и представляют собой плоскостной изолированный симметричный вибратор с полупроводящим экраном, смонтированным в кейсе из стеклопластика совестно с передающим или приемным устройствами, причем отношение интенсивности излучения в излучающую среду и в окружающее пространство составляет не мене 20 дБ, при этом генератор передающего тракта выполнен по схеме с внешним возбуждением и формирует сигнал в виде одного периода синусоиды, а приемный тракт состоит из антенны, соединенной с выходным аттенюатором, построенным на коммутируемых резистивных элементах, соединенных с малошумящим широкополосным усилителем, который параллельно соединен со стробоскопическим устройством выборки и с ЭВМ через контроллер управления, в свою очередь контроллер управления первым входом соединен с входом аттенюатора, а вторым входом - с синтезатором стробимпульсов, который соединен первым входом с генератором опорных частот, а вторым входом - с генератором передатчика, который соединен с передающей антенной.