Устройство для радиопросвечивания Советский патент 1990 года по МПК G01V3/30 

10

лительный фильтр 23, второй смеситель 24, фильтр 25 подавления помех, блок 26 фазовой автоподстройки частоты (ФАИЧ), блок 27 измерения амплитуды и фазы и второй усилитель 28 5 промежуточной частоты.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Сигнал заданной частоты f0 вырабатывается задающим генератором 2, усиливается усилителем 3 мощности и далее через антенну 4 излучается в окружающую среду. Стабильность работы передающего устройства достигается за счет кварцевой стабилизации час- тоты в задающем генераторе, а также исполнением усилителя мощности таким образом, чтобы он не нагружал задающий генератор 2. С усилителя мощнос- ти сигнал поступает также на дели- 20 тель 5 сигнала на N, где делится в N раз. Сигнал частоты f0/N из сква- жинного передатчика 1 поступает через каротажный кабель и фильтр 7 в канал связи 9. На выходе канала связи 9 существует гармонический сигнал частоты f0/N, жестко привязанный по фазе к сигналу скважинного передатчика, излучаемому в окружающую среду. Этот сигнал поступает на один из вхо- 30 дов наземного пульта 10, фильтруется от помех фильтром 25 подавления помех и в дальнейшем используется для формирования опорного сигнала.

Прошедший через горные породы сиг- 35 нал частоты , амплитуд и фаза которого изменились в процессе распространения электромагнитной волны, принимается антенной 12, усиливается iусилителем 13 высокой частоты ив 40 первом смесителе 14 преобразуется в сигнал промежуточной частоты f ПрОМ f 0 - fгет, где fгет - частота, вырабатываемая гетеродином 15. Стабильность частоты гетеродина обеспечива- 45 ется за счет кварцевой стабилизации. Сигнал промежуточной частоты усиливается первым усилителем 16 промежуточной частоты 16 и поступает на сумматор 18. На другой вход суммато-, 50 ра проходит сигнал частоты frer/Ns образованный на выходе делителя 17 частоты гетеродина на N из сигнала гетеродина 15. На выходе сумматора существует сложный сигнал, являющий- ся суммой сигнала промежуточной частоты, несущего информацию об амплитуде и фазе принятого антенной сигнала, и сигнала frcT/N, связанного с осо0

0 0

5 40 45 50

бенностями работы гетеродина. Величина N соответствует числу, на которое была поделена частота f0 в делителе 5 частоты сигнала на N скважинного передатчика 1. Из приведенных данных видно, что сигнал, который из скважинного приемника через каротажный кабель и скважинньй фильтр 20 поступает на сигнальный вход наземного пульта 10, отличается от обычно используемых в радиоволновой аппаратуре сигналов. Скважинный фильтр 20 конструктивно не отличается от скважинного фильтра 7, а его частотная характеристика выбирается так, чтобы сигналы частот f гет/N и f „„, заметно не ослаблялись фильтром, а частота f0 подавлялась. Это необходимо из соображений исключения антенного эффекта кабеля.

Сложный сигнал, поступивший на сигнальный вход наземного пульта 10, с помощью первого и второго разделительных фильтров 22 и 23 разделяется таким образом, что сигнал частоты f0/N поступает на вход второго смесителя 24, а сигнал промежуточной частоты fпром га вход второго усилителя 28 промежуточной частоты, орма частотных характеристик первого и второго разделительных фильтров 22 и 23 очевидна из той функциональной нагрузки, которую они несут при преобразовании сигнала.

Как следует из предыдущего, на входы второго смесителя 24 поступают два сигнала: f0/N, особенности которого связаны с работой скважинного передатчика 1, и frer/N, определяемого работой гетеродина 15 скважинного приемника 11. На выходе второго смесителя 24 формируется опорный сигнал

f о - f г

ет

N

, который в блоке 26

ФАПЧ, работающем в режиме умножителя частоты на N, превращается в опорны сигнал промежуточной частоты Јпрам. f0 - freT жестко привязанный по фазе к сигналу рабочей частоты Ј0, поскольку случайная фаза сигнала гетеродина в процессе описанных преобразований исключается.

Рабочий сигнал промежуточной частоты усиливается до необходимого уровня вторым усилителем 28 промежуточной частоты. Управление вторым усилителем 28 промежуточ-ной частоты может проводиться автоматически или вручную, существенным является знани

коэффициента усиления этого усилителя.

Таким образом, на выходе блока 26 ФАПЧ и второго усилителя 28 промежуточной частоты удалось образовать дв сигнала промежуточной частоты „ром.: опорный и рабочий, сравнение которых в блоке 27 измерения амплитуды и фаз позволяет определить амплитуду и фазу принятого сигнала, учесть возможные искажения, связанные с работой передатчика и гетеродина, и провести накопление сигнала.

I

Коэффициент деления частоты выбирается, во-первых, из соображений легкости схемотехнической реализации делителя частоты, что определяет N как целое число, более того, желательно иметь N равным некоторой целой степени числа 2, во-вторых, знаfrer/N

должны лежать

чения f0/N и в пределах полосы пропускания каротажного кабеля. Следует учитывать, также особенности фильтрации сигналов в предлагаемом устройстве. Необходимость разделения сигналов частот frer/N и f пром f0 - f rtr накладывает определенные ограничения на величину целого числа N. Очевидно, число N должно выбираться таким, чтобы

частоты

гвт/М

и f

пром.

были не

слишком близки, так как иначе создание первого и второго разделительных фильтров 22 и 23 может превратиться в сложную техническую проблему. С другой стороны, обе частоты f r.f /N и -f

от ffl с

гет

должны достаточно отличаться тем, чтобы не возникли сложности при создании скважинного фильтра 20.

Формула изобретения

Устройство для радиопросвечивания, содержащее скважинный передатчик, содержащий соединенные последовательно задающий генератор, усилитель мощности и антенну, скважинный приемник, содержащий соединенные последовательно антенну, усилитель высокой частоты, первый смеситель, гетеродин, причем выход первого смесителя подклю

39336

чен к входу первого усилителя промежуточной частоты, а также скважин- ные фильтры скважинного передатчика и скважинного приемника, подключенные через каротажный кабель к наземному пульту, наземный пульт, содержащий второй усилитель промежуточной частоты и второй смеситель, о т л и ч а

5

0

5

0

5

0

5

0

ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения информативности метода за счет обеспечения возможности проведения амплитудно-фазовых измерений, в скважинный передатчик введен делитель частоты сигнала на N, в скважинный приемник введены делитель частоты гетеродина на N и сумматор, в наземный пульт введены два разделительных фильтра, фильтр подавления помех, блок измерения амплитуды и фазы, блок фазовой автоподстройки частоты, при- чем входы первого и второго разделительных фильтров подключены Через каротажный кабель к скважинному фильтру скважинного приемника, выход первого разделительного фильтра соединен с вторым усилителем промежуточной частоты, выход второго разделительного фильтра соединен с первым входом второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра подавления помех, выход второго смесителя соединен с входом блока фазовой автоподстройки частоты, а выход блока фазовой автоподстройки частоты и выход второго усилителя промежуточной частоты соединены с входами блока измерения амплитуды и фазы, вход фильтра подавления помех., через каротажный кабель подключен к выходу скважинного фильтра скважинного передатчика, вход которого соединен с выходом делителя частоты сигнала на К, вход которого подключен к выходу усилителя мощности, выход гетеродина соединен с входом делителя частоты гетеродина на N, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, выход сумматора через отрезок каротажного кабеля соединен с входом скважинного фильтра скважинного приемника .

Изобретение относится к аппаратуре радиоволновых методов подземной геофизики. Целью изобретения является увеличение информативности метода за счет обеспечения возможности проведения амплитудно-фазовых измерений. В устройство, содержащее скважинный передатчик с задающим генератором, усилителем мощности и антенной, скважинный приемник с антенной, усилителем высокой частоты, смесителем, гетеродином, усилителем промежуточной частот (УПЧ), скважинные фильтры для борьбы с антенным эффектом каротажного кабеля, канал связи приемной и передающей частей аппаратуры, наземный пульт обработки и регистрации с усилителем промежуточной частоты и смесителем, введены в скважинный передатчик делитель частоты сигнала на N, в скважинный приемник делитель частоты гетеродина на N и сумматор, связанный с УПЧ и делителем частоты гетеродина на N, а в наземный пульт два разделительных фильтра и фильтр подавления помех, блок измерения амплитуды и фазы и блок фазовой автоподстройки частоты. В результате введения новых узлов и связей появляется возможность производить синхронное детектирование и привязку фазы к опорной частоте на любых рабочих частотах, что повышает информативность измерений. 1 ил.

Редактор Л.Пчолинская

Составитель Л.Талонина

Техред А.Кравчук Корректор Э.Лончакова

Заказ 455

Тираж 417

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д„ 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное