一种浅地表探测收发天线的设计分析

通过对浅地表电磁探测系统的探测原理和收发天线的结构及参数研究,分析了频率域浅地表探测系统的工作原理。论证了利用磁场z分量间接探测浅地表地下介质电性结构的可行性。利用MATLAB对发射接收天线进行理论计算,分析了收发天线设计的关键问题;重新设计了探测系统所需的发射和接收天线,采用并联结构使发射天线效率有所提高,接收天线采用8字形结构,从结构上实现一次场的屏蔽,同时,避免了引入参考线圈使结构和计算复杂。通过实际测试,能够辨别出埋藏于土壤9 cm处的2 g电阻率异常体。最后,总结了埋藏深度、有无土壤对探测数据的影响。为浅地表探测天线系统的改进及近地表电磁成像系统研制提供依据及参考。

近地表电磁探测发射系统控制技术

结合近地表频率域电磁探测发射系统特点,引入均值电流和电压双环反馈.设计以DSP(Digital Signal Processor,DSP)为平台的数字双环反馈控制系统.构建电路z域反馈补偿模型,使系统稳定运行.实现低频时稳流、高频时稳压,减小了发射天线负载电流幅值的变化范围,降低了对发射天线参数设计的要求,避免天线高频时电流大幅度衰减引起的发射矩不足,以及低频时电流过大导致的发射电流不稳定的问题,同时对电路起保护作用.通过仿真对比引入并联双环反馈后高低频输出电流变化量为开环时输出电流变化量的8.5%.实测结果达到了设计目的,为近地表电磁探测发射系统的改进提供参考.

可控源电磁探测的改进型正交检测算法

基于传统正交检测算法在以方波作为激励场源的可控源电磁探测信号幅度与相位提取的不足之处,提出了改进型的正交检测算法。分析了改进型正交检测算法的实现过程,讨论了高通特性大地介质的影响,并针对这些特点,设计了匹配的低通滤波器和降采样率的采样方法,保证了改进型正交检测精度。实测结果表明：改进型正交检测算法具有可行性,且相对于正弦正交检测的幅度误差为0.01%-0.72%,相位误差保证在4°的范围内;相对于方波正交检测算法,检测精度至少提高了一个数量级。改进型正交检测算法在对数据量较大的时域采集信息进行处理时,因无需进行乘法运算、实时性较高、具有较低的硬件要求,且能抑制高通特性大地介质的影响,而在可控源电磁探测中具有良好的应用前景。