Устройство для определения подповерхностной структуры слоистых земных покровов Советский патент 1983 года по МПК G01S13/02 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДПОВЕРХНОСТНОЙ .СТРУКТУРЫ СЛОИСТЫХ ЗЕМНЫХ ПОКРОВОВ

1

Изобретение относится к геофизике и может использоваться при геологической разведке слоистых земных покровов, например торфяных месторождений, песчаных грунтов, мерзлых почв и т.п., с помощью электромагнитных волн.

Известно устройство для раруюгюкационного обнаружения неоднородносTeti и определения внутренней структу-,« рь1 слоистых земных покровов, в котором между антенным переключателем и приемопередающей антенной введена линия задержки, обеспечивающая задержку отраженных сигналов на время, большее времени восстановления антенного переключателя 11.

Однако известное устройство имеет незначительный диапазон регистрируемых толщин.20

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения подповерхностной структуры слоистых Земных покровов,

содержащее делитель частоты, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, генератор видеоим.пульсов, переключатель прием-передача, коаксиальную линию задержки и антенну- и последовательно соединенные приемный блок и индикатор с электроннолучевой трубкой (.ЭЛТ), причем выход генератора тактовых импульсов соединен через делитель частоты с входом запуска развертки индикатора с ЭЛТ, а второй выход переключатели прием-Передача соединен с первым входом приемного блока f2.

Однако известное устрбйство имеет Невысокую эффективность определения структуры слоистых земных покровов в широком интервале их толщин.

Цель изобретения - повышение эффективности определения структуры слоистых земных покровов в широком интервале их толщин.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения 3995 подповерхностной структуры слоистых земных покровов.введены линия задержки, YI-разрядный кольцевой регистр, ц весовых усилителей и п-вхвдовый сумматор, причем выход генератора тактовых импульсов соединен через линию задержки с управляющими входами приемного блока и п-разрядного кольцевого регистра, выхода разрядов которого соединены через весовые усилители с соогветствующими входамиh-входового сумматора, выход Kotoporo соединен с вторым входом приемного блока, а выход пилообразного, напряжения развертки индикатора с ЭЛТ соединен с третьим входом приемного блока. При этом приемный блок содержит последовательно соединенные первый стробоскопический смеситель, первый усилитель-расширитель, блок вычитания и фильтр нижних частот, последовательно соединенные второй стробо ;копический смеситель и второй усили тель-расширитель, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания, и последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, блок сравнения и формирователь строб импульсов, выход которого соединен с опорными входами первого и второго стробоскопических смесителей, при этом входы первого и второго стробоскопических смесителей и второй вход блока сравнения являются соответственно первым, вторым и- третьим входа ми приемного блока, вход генератора пилообразного напряжения является уп равляющим входом приемного блока, а выход фильтра нижних частот является выходом приемного блока.. На фиг« 1 представлена структурна электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 часто ты, линию 3 задержки, генератор k видеоимпульсов, переключатель 5 прием-передача, коаксиальную линию 6 задержки, антенну 7 индикатор 8 с ЭЛТ, приемный блок 9, в лючающий стробоскопические смесители 10 и 11, усилители-расширители 12 и 13, генератор пилообразного напряжения, блок 15 сравнения, формирователь 16 строб-импульсов, блок 17 вычитания и фильтр 18 нижних частот. Устройство O4 также содержит И-разрядный кольцевой регистр 19э h весовых усилителей 20 иЪ-входовый сумматор 21. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 тактовых импульсов, работающий в автоколебательном режиме, формирует импульсы синхронизации (фиг. 2а), поступающие на запуск генератора k видеоимпульсов, делителя 2 частоты и через линию 3 задержки (с задержкой на время распространения сигналов в коаксиальной линии 6 задержки на запуск генератора 1А пилообразного напряжения и п-разрядного кольцевогорегистра 19. Видеоимпульсы генератора Ц через переключатель 5, коаксиальную линию.6 з-адержки возбуждают антенну 7, в результате чего формируется зондирующий сигнал. Напряжение с выхода генератора lA пилообразного напряжения поступает на первый вход блока 15 сравнения, на второй вход которого подается пилообразное напряжение развертки индикатора 8 с ЭЛТ, вход запуска которого соединен с выходом делителя 2 частоты СФИГ.26). В результате сравнения указанных напряжений на выходе блока 15 сравнения формируются сигналы, запускающие формирователь 1б строб-импульсов, вырабатывающий стробирующие. импульсы (фиг. 2в), задержанные относительно импульсов запуска генератора 14 пилообразного напряжения на время, пропорциональное текущему значению пилообразного напряжения индикатора 8 с ЭЛТ. Сигналы, отраженные от границ зондируемой среды (Фиг.2г), принимаются антенной 7 и через коаксиальную линию 6 задержки и переключатель 5 поступают на сигнальный вход стробоскопического смесителя 11, на управляющий вход которого подаются стробирующие импульсы с выхода формирователя 16 строб-импульсов. В результате стробоскопического преобразования сигналов на выходе усилителя-расширителя 12 выделяется ступенчатое напряжение, соответствующее масштабно-преобразованному напряжению аддитивной смеси отраженных сигналов и переотражений от концов и внутренних неоднородностей коаксиальной линии 6 задержки (фиг.2д,). Под действием импульсов с выхода линии 3 задержки на разных выходах .-разрядного кольцевого регистра 19 формируются импульсы с длительностью, равной периоду повторения импульсов генератора 1 (фиг. 26 ,Ж, ,11.), из которых с помощью весовых усилителей 20 и И-входового сумматора 21 формируется напряжение (иг.2к) .подаваемое на сигнальный вход стробо скопического смесителя 10. В результате стробоскопического преобразования сигналов на Ъыходе усилителя-рас ширителя 13 формируется компенсирующее напряжение (фиг. 2л), соответствующее масштабно-преобразованным сигнала й, появляющимся в результате переотражений от концов и внутренних неорнородностей коаксиальной линии 6 задержки. Это напряжение вычитается из напряжения, снимаемого с выхода усилителя-расширителя 12, в результа те чего на выходе блока 17 вычитания формируется напряжение, соответствую щее масштабно-преобра9ованнь1м сигналам, отраженным от границ зондируемо среды t фиг . 2 м) . Это напряжение сгл живается фильтром 18 нижних частот (фиг, 2Ц) и подается на индикатор 8 с ЭЛТ. Формула изобретения V. Устройство для определения под поверхностной структуры слоистых зем ных покровов, содержащее делитель частоты, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, генератор видеоимпульсов, переключатель прием-передача, коаксиальную линию задержки и антенну и последовательно соединенные приемный блок и индикатор с электроннолучевой трубмс, причем выход генератора тактошз1х импульсов соединен через делитель частоты с входом запуска развертки индикатора с электроннолучевой трубкой, а второй выход переключателя прием-передача соединен с первым входом приемного блока, о тли ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности определения струк906 гуры слоистых земных покровов в широком интервале их толщин, в него вве- дены лиеия задержки, У -разрядный коль(бвой регистр, 1 весовых усилителей иУ1-входовый сумматор, причем выход генератора тактовых импульсов соединен через линию задержки с управляющими входами приемного блока и м-разрядного кольцевого регистра, выходы разрядов. которого соединены через весовые усилители с соответствующ ими входами ггвходового сумматора .выход которо го соединён с вторым входом приемного блока, а выход пилообразного напряжения развертки индикатора с электроннолучевой трубкой соединен с третьим входом при еЛного блока. 2. Устройство по п. 1, о тпи ч а ю щ е е с я тем, что приёмьый блок содержит последовательно соединенные первый стробоскопический смеситель, первый усилитель-расширитель, блок вычитания и фильтр нижних частот, последовательно соединенные второй стробоскопический смеситель и второй усилитель-расширитель, выход которого срединен с вторым входом блока вы читания, и последовательно соединенные генедатор пилобразного напряжения, блок сравнения и формирователь строб-импульсов, выход которого соединен с опорнымм входак«1 первого и второго стробоскопических смесителей, при этом входы первого и второго стробоскопических смесителей и второй вход блока сравнению являются соответственно первым, в-торым и третьим входакм приемного блока, вход генерат ;ч а пилообразного напряжения является управляющим входом приемного блока, а фильтра нижних частот является выходом приемного блока. ИСТОЧНИ1О1 информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США If 3775765, кл. G 01 S 9/02, опублик. 27.11.73. 2.Патент США 1Г 3806795, кл. G 01 S 3/12, опублик., 23,04.74 (npoTOTWi).

И

i I I I I IJ I I 11 I I

Фиг. г