DE19518420A1 - Schaltungsanordnung zur Verwendung in einem geophysikalischen Prospektionsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verwen­ dung in einem geophysikalischen Prospektionsverfahren zur La­ geplan-Bilddarstellung des Untergrundes aus einem Fahrzeug heraus von im Erdreich vorhandenen und modulierte elektromag­ netische Dreieckschwingungen reflektierenden Einschlüssen, insbesondere Wasseradern Erzlagerstätten Rohrleitungen Bombenblindgängern Hohlräumen Munition und Restvulkanis­ men, mit einem Sende- und einem Empfangsteil, mit einem ge­ meinsamen Quarzoszillator in einem Sägezahngenerator und im Sendeteil und mit einer an diesen angeschlossenen Sendeanten­ ne, mit einer Empfangsantenne im Empfangsteil, mit einem an die Empfangsantenne angeschlossenen Verstärker, mit einem dem Empfangsantennenverstärker nachgeschalteten, die empfan­ genen Dreieckswellen in ihrer Breite zu Nadelimpulsen zusam­ mendrückenden Impulsformer und mit einer Farbfernseh-Katho­ denstrahlröhre.

Schaltungsanordnungen zum geophysikalischen Prospektieren und zum Untersuchen der strukturellen Beschaffenheit der obe­ ren Erdschichten, zum Beispiel zum Feststellen vorhandener Bodenschätze, wie Wasser, Erdöl, Erzlagerstätten oder Gasein­ schlüsse, sind in mehreren Ausführungsformen bekannt. Mit den meisten der bekannten Schaltungsanordnungen, die nach an­ deren Radarprinzipien wie die eingangs genannte Schaltungsan­ ordnung aufgebaut sind, werden modulierte elektromagnetische Wellen in die zu untersuchenden Erdschichten eingebracht, und der Zeitabstand zwischen dem Zeitaugenblick der Abstrah­ lung und dem Zeitaugenblick der Rückkehr der von den Erd­ schichten reflektierten Wellen wird mit einem Gerät gemes­ sen, welches in sich Sender und Empfänger vereinigt (DE-AS 11 02 306).

Mit diesen bekannten Schaltungsanordnungen wer­ den jedoch die elektromagnetischen Wellen in Form von Einzel­ impulsen oder in Form von impuls- oder frequenzmodulierten Wellen hoher Frequenz, das heißt im KW- oder UKW-Bereich, ausgestrahlt. Erfahrungsgemäß können hohe Frequenzen viele Bodensorten nicht durchdringen. Bei einem anderen Verfahren werden elektromagnetische Wellen mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz im Bereich von 80 bis 550 kHz in das Erd­ reich eingestrahlt. Diese Trägerfrequenz wird mit anderen Frequenzen moduliert (FR-PS 993 657). Allgemeine Beschreibun­ gen über die Verwendung der sogenannten Reflexionsmethoden, insbesondere auch zum Untersuchen von Salzlagerstätten, sind in der Literatur vorhanden. Verwiesen sei auf den Aufsatz "Die Aussichten der Reflexionsmethode in der Funkmutung" in "Glückauf", 1943, Seiten 336 bis 340. Ebenso ist es bekannt, elektromagnetische Wellen im Langwellenbereich in das Erd­ reich einzuleiten und dabei kapazitive, induktive und Ohm′sche Messungen anzustellen (Geophysical Prospecting, Band 23, Nr. 1, März 1975, Seiten 104 bis 124). Das kommt daher, weil elektromagnetische Langwellen, das heißt mit niedriger Frequenz, die meisten Böden leichter durchdringen.

In der Radartechnik ist es üblich, die ausgestrahlten und die vom Zielobjekt reflektierten, modulierten Wellen nach vollzogener Demodulation im Empfänger auf einer Kathoden­ strahlröhre visuell darzustellen und die Zeitablenkung der Kathodenstrahlröhre mit der Modulationsfrequenz durchzufüh­ ren. Damit ist der Arbeitsbereich der maximalen Entfernung von der Größe der Modulationsfrequenz abhängig. Infolge der besonderen Bedingungen der begrenzten Ausbreitung der elek­ tromagnetischen Wellen im Untergrund hat sich herausge­ stellt, daß dort bei Langwellen um 100 kHz die Reichweite der gesendeten und empfangenen Sinuswelle ungefähr dem Ent­ fernungsbereich der Zeitablenkung mit einer Dreieckswelle gleicher Frequenz entspricht. Deshalb war bei diesem nieder­ frequenten Untergrund-Radarverfahren eine Modulation über­ flüssig und verzichtbar. Da nun die Sinuswelle des Senders und die Dreieckswelle der Zeitablenkung von einem gemeinsa­ men Quarzoszillator synchronisiert werden, sind definierte Messungen in einem sinnvollen Maßstab möglich. Der Verzicht auf Modulation bedeutet, daß im Empfänger anstelle der her­ kömmlichen Demodulationsschaltungen eine Impulsformerschal­ tung eingebaut sein muß. Bekannt ist eine schaltungs- und be­ triebstechnisch besonders einfache Impulsformerschaltung, die insbesondere beim geophysikalischen Prospektieren aus ei­ nem Fahrzeug heraus angewendet wird (DE-PS 25 50 715), mit der Sinuswellen zu sauberen Nadelimpulsen verformt werden, die auf dem Bildschirm klar und eindeutig, das heißt lauf­ zeitrichtig und ohne Überlagerungen, dargestellt werden und daher einzeln und getrennt voneinander erkennbar sind. Bei dieser bekannten Impulsformerschaltung ist der Impulsformer als Penthode geschaltet, deren Steuergitter über eine Hoch­ frequenzdrossel an einer stabilisierten negativen Vorspan­ nung liegt und deren Schirmgitter unmittelbar an die Be­ triebsspannung geschaltet ist. An der Anode werden dann die Nadelimpulse abgenommen, worunter man spitze Impulse mit steil ansteigenden und abfallenden Flanken versteht. Die Pen­ thode stellt insofern eine Abweichung von der damals übli­ chen Schaltungstechnik dar, als deren Schirmgitter direkt an der vollen positiven Betriebsspannung und das Steuergitter über eine Hochfrequenzdrossel an einer negativen Vorspannung liegt. Daher arbeitet die Penthode im Arbeitspunkt "C", das heißt auf einem solchen Teil der Kennlinie, daß von den am Steuergitter anliegenden Sinuswellen die negativ gerichteten Halbwellenanteile ganz und von den positiv gerichteten Halb­ wellenanteilen die Sockel abgeschnitten und die übrigbleiben­ den Wellenkämme infolge der sehr großen Verstärkung zu spit­ zen Nadelimpulsen verzerrt werden. Weil der Bildschirm der Kathodenstrahlröhre aus Gründen der besseren Anschaulichkeit um 90° gedreht ist, liegen die dargestellten Nadelimpulse ho­ rizontal untereinander an einer vertikalen Zeitlinie und las­ sen sich deutlich voneinander unterscheiden. Der räumliche Abstand zwischen den Spitzen der Nadelimpulse läßt sich ein­ fach ausmessen und zur Grundlage von Berechnungen über den Abstand und damit über die Tiefe bzw. Entfernung der reflek­ tierenden Einschlüsse im Erdreich heranziehen.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Schaltungsordnung in vieler Hinsicht zu verbessern. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches und in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmalen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nun näher erläu­ tert.

In der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen getasteten 4-Takt-Senders,

Fig. 3 ein Schaltbild des Impulsformers und Differenzierver­ stärkers,

Fig. 4 ein Schaltbild des Synchronisators,

Fig. 5 eine Stirnansicht der Viertakt-Rundstrahlantenne mit vier viertelringförmigen Ferritstäben auf einem zylin­ drischen Abschirmkasten in einem Fahrzeuganhänger.

Das Herz der Schaltungsanordnung ist ein 50-kHz-Quarzoszilla­ tor 1, welcher Dreieckschwingungen erzeugt. Seine Schaltung ist allgemein bekannt (CD4011). Daran angeschlossen ist ein Frequenzteiler 2 im Verhältnis 1000:1, welcher die Frequenz von 50 kHz auf 50 Hz heruntersetzt. Diese steuert eine her­ kömmliche Bildkippstufe 3 zu 50 Hz an. Ebenfalls am Quarzos­ zillator 1 angeschlossen ist ein Impedanzwandler 4 in Ge­ stalt eines Sourcefolgers mit nachfolgender Symmetrieschal­ tung. Hiervon angesteuert werden die beiden Gegentakt-Trei­ ber 5, bestehend aus je einem Kleinleistungstransistor, wel­ che in Source- oder Emitterfolgerschaltung direkt galvanisch mit den Toren der beiden Mos-Leistungstransistoren des Gegen­ takt-Wechselrichters 6 verbunden sind, der mit gemeinsamem Transformator zugleich 50-kHz-Zeilenendstufe bildet. Die Hochspannungserzeugung 7 für die Bildröhre erfolgt über eine Hochspannungskaskade aus einer Wicklung des Zeilentrafos. Ebenfalls am Zeilentrafo liegt der Booster 8, bestehend aus einem Gleichrichter, welcher hier aus dem Zeilenrücklaufim­ puls sowohl die Spannungsversorgung der Farbbildröhre 13 als auch die Betriebsspannung der einzigen noch vorhandenen Röh­ re im Impulsformer gewinnt. Der Umschalter 9 schaltet die hier senkrecht montierte Farbbildröhre 13 von der Darstel­ lung der Vertikalperspektive des Untergrunds auf die Horizon­ talperspektive um. Bei der Vertikalperspektive werden Bild- und Zeilenablenkung herkömmlich wie beim normalen Farbfernse­ her betrieben, das heißt mit einer Bild- und zwei Zeilenab­ lenkspulen, und die Sendeleistung wird über den Umschalter auf die Großferrit-Sendeantenne 19 geleitet. Bei der Horizon­ talperspektive dagegen wird die 50-Hz-Bildablenkung 15 abge­ schaltet. Die Zeilenablenkung wird dann über einen goniome­ trisch getasteten 4-Takt-Sender 10 (Fig. 2) den hier vorhan­ denen vier Zeilenablenkspulen intermittierend zugeführt, so daß eine strahlenförmig um die Bildschirmmitte 360° rotieren­ de Zeilenablenkung, hier aus dem 4-Takt-Sender 10, teilweise über den Umschalter 9 erfolgt. Die dreieckförmige 50-kHz-HF- Spannung zur Ansteuerung des 4-Takt-Senders 10 wird über den Umschalter 9 aus dem Wechselrichter 6 zugeführt. Die sinus­ förmige Tastspannung von 50 Hz kommt aus einer Gegentaktwick­ lung mit mittelangezapftem Masseanschluß im Transformator der Bildkippstufe 3. Die Sendeleistung wird aus den vier Lei­ stungs-Endverstärkern PA1 . . . PA4 (Fig. 2), gleitend-intermit­ tierend getastet wie bei der Zeilenablenkung, auf goniometri­ sche Weise nacheinander auf die vier Großferrit-Sendeanten­ nen 19 geleitet. Diese sind horizontal außen auf einem ge­ schlitzten Blechkasten 12 montiert, der sich im Innern eines quadratischen Kunststoffkastens 11 auf einem Pkw-Anhänger be­ findet. Die Schaltungsanordnung selbst befindet sich überwie­ gend im Zugfahrzeug. Durch die Anordnung an den vier Seiten des Blech-Abschirmkastens 12 wird eine unerwünschte Rücken­ strahlung, im Unterschied zu einer Rückstrahlung, vermieden. Der Sendestrahl rotiert synchron und analog mit der Zeilenab­ lenkung 360° um den Pkw-Anhänger. Diese Gesamtmaßnahme er­ setzt eine rotierende Antenne. Nachzutragen ist, daß bei Ver­ tikaldarstellung nur eine Sendeantenne über den Umschalter 9 angeschlossen ist. Statt dessen kann man auch dort getrennt eine zusätzliche Großferrit-Sendeantenne 19 mit stark senk­ rechter Richtcharakteristik betreiben. In einem entsprechend großen Loch in der Mitte der quadratischen Kästen 11 und 12 ist die aktive Großferrit-Empfangsantenne 20 mit geschlitz­ ter, zylinderförmiger Abschirmung senkrecht montiert. Diese Mehrstab-Ferritantenne kann zum Einstellen der Empfindlich­ keit über ein Relais von Breitband- auf Schmalbandempfang um­ geschaltet werden. Sie enthält ferner noch einen Vor- und und einen Kabelverstärker. Desweiteren besitzt sie am oberen Ende ihrer Halterung einen Doppelfeintrieb, der mittels zwei­ er gekreuzter Gewindespindeln deren Oberteil in beiden hori­ zontalen Achsen mit großer Präzision verschiebbar macht. Die­ se Vorrichtung soll wegen ihrer Ähnlichkeit mit dem Kreuzsup­ port einer Kleindrehbank Antennensupport genannt werden. Der Zweck liegt darin, eine genaue elektromagnetische Rechtwink­ ligkeit der senkrecht montierten abgeschirmten Empfangsanten­ ne 20 zu den waagerecht montierten Sendeantennen 19 und dem Eigenfeld der Karosserie des Pkw-Anhängers zu erreichen, um Eigeneinstrahlungen zu neutralisieren. Alle Antennen sind über Coaxialkabel mit dem Apparategehäuse verbunden. Auf die Empfangsantenne 20 folgt am Geräteeingang der regelbare breitbandige Vorverstärker 21, danach der Phasenkorrektor 22, bestehend aus einem RC-Phasenschieber mit Potentiometer, gefolgt von einem Impedanzwandler 23 in Gestalt einer Source­ folgerstufe. Danach kommt ein Breitbandverstärker 24 mit IC. Dessen Ausgang führt zum Impulsformer 25 und zum Impulsver­ stärker 28. Der Impulsformer 25 formt eine Sinus- oder Drei­ eckwelle in einen Nadelimpuls um, der auf dem Bildschirm als exakte Linie die Lage der Objekte markiert. Zur Verschlan­ kung des Nadelimpulses wird dieser auf einen Differenzierver­ stärker 26 gegeben. Dessen einer Ausgang führt zum Ratio 35. Dieser ist im Normalfall eine Phasenvergleichschaltung zwi­ schen Sende- und Empfangsphase, an deren Ausgang ein exter­ ner Schreiber oder ein Instrument angeschlossen ist. Der an­ dere Ausgang des Differenzierverstärkers 26 führt zur Stufe Video 1 27, die einem herkömmlichen Farbfernseher ent­ spricht. Ein Ausgang führt zu einer Kathode 16 der Farbbild­ röhre 13. Weiter ist ein Anschluß für einen externen Bandre­ corder vorgesehen. Der Impulsverstärker 28 führt das Signal aus dem Breitbandverstärker 24 unverformt, aber verstärkt an den Eingang der Stufe Video 2 29. Diese ist so wie Video l 27 geschaltet. Video 2 29 ist am Ausgang mit der anderen Ka­ thode 17 der Farbbildröhre 13 verbunden, sowie mit einem wei­ teren Anschluß des Bandrecorders. Video 2 zeigt die Umge­ bungsstrukturen der Zielobjekte in einer anderen Farbe an. In die dritte Kathode 18 der Farbbildröhre 13 können beliebi­ ge Markierungssignale zur Darstellung in der dritten Farbe eingegeben werden.

Die Stromversorgung 30 ist vollständig unabhängig vom Bord­ netz des Fahrzeugs, um Gefährdungen durch Überlastungen aus­ zuschließen. Die beiden Autoakkumulatoren 31 und 32 sind über einen Schutz-Vorwiderstand 33 an eine zweite, besondere Lichtmaschine 34 im Fahrzeug angeschlossen und werden von dieser stetig nachgeladen. Wegen der Heizfadenspannungen der in der Schaltungsanordnung verwendeten Röhren von 6,3 Volt und wegen der Betriebsspannung mancher Transistoren von 5 Volt werden zwei Akkumulatoren zu 6,3 V anstelle eines Akku­ mulators zu 12 Volt verwendet. Außerdem können es unter­ schiedliche PNP- und NPN-Transistoren sowie bestimmte IC- Chips mit unterschiedlicher Betriebsspannung erforderlich ma­ chen, die Masse an die Mittenverbindung der beiden Akkumula­ toren zu legen.

Der in Fig. 1 nur als Block 10 gezeigte getastete 4-Takt-Sen­ der wird in Fig. 2 in seinen Einzelheiten gezeigt. Seine Ein­ gangsstufe ist eine mittelangezapfte Sekundärwicklung des Bildkipptransformators, welcher bei Horizontalperspektivenbe­ trieb im Gegentakt 25 oder 50 Hz Sinus über die beiden Trenn­ kondensatoren CT liefert. Daran angeschlossen ist bei Φ1 und Φ3 eine Phasenschieberkette R1, C2, R3 und C4. Deren An­ schlüsse Φ1, Φ2, Φ3 und Φ4 sind jeweils um 90° phasenverscho­ ben und über die Klemmdioden D1, D2, D3 und D4 inklusive Pa­ rallelwiderständen mit der Sperrspannung - verbunden. Weil durch diese Dioden die negativen Halbwellen weggeschnitten werden, zeigen die vier Oszillogramme während einer Periode an Φ1, Φ2, Φ3 und Φ4 jeweils nur eine positive Halbwelle von 180° Gesamtbreite und 90° Phasenabstand zueinander an. Die negative Vorspannung -UV ist so bemessen, daß bei fehlendem positiven Halbwellenimpuls das obere Tor Go der Stromtor- Fets V1, V2, V3 und V4 (zum Beispiel CD 4011) gerade ge­ sperrt ist (Arbeitspunkt B). Bei vorhandenem positiven Halb­ wellenimpuls öffnet das obere Tor Go analog zur Höhe der Wechselspannung. An der unteren Source Su liegen parallel der Widerstand Rs und der Kondensator Cs, welche das untere Tor Gu auf Arbeitspunkt A halten. Alle unteren Tore werden gleichzeitig dauernd mit der Dreiecks-Hochfrequenz von 50 kHz angesteuert. Dadurch entstehen an den oberen Drains Do negative Hüllkurven mit abwechselnd gleitender Tastung. Alle oberen Drains Do der Stromtore sind über Kondensatoren Ck mit den Eingängen der jeweils nachfolgenden Leistungs-Endver­ stärker PA1, PA2, PA3 und PA4 verbunden. Letztere sind als Chips gezeichnet, können aber beliebig gestaltet sein, ob als Großleistungs-Darlingtons, MOS-Sourcefolger oder herkömm­ lich. Wichtig ist, daß sowohl die Zeilenablenkspulen als auch die Sendeferritantennen ausreichend mit Leistung ver­ sorgt werden. Deren Spulen haben bei Darlington oder Source­ folger keine Parallelkondensatoren und sind niederohmig. Die Vorspannung -UV hält die Leistungs-Endverstärker PA1, PA2, PA3 und PA4 im Arbeitspunkt B und macht sie dadurch in den Tastpausen stromlos. Bei den rechtwinklig zueinander im Pkw- Anhänger angeordneten vier Ferritsendeantennen bewirkt die abwechselnd gleitende Tastung durch die gleitende Leistungs­ abwechslung eine stetig fortschreitend goniometrisch rotie­ rende Abstrahlungsrichtung. Das Metall des Abschirmkastens 12 sowie die darauf befestigten Leitbleche verhindern eine Rückenstrahlung und damit Zweideutigkeiten in der Anzeige auf dem Bildschirm. Die beiden Kondensatoren Cx im Phasen­ schieberkreis mit sehr großer Kapazität haben lediglich eine Trennfunktion, damit die Vorspannungen der oberen Tore der Stromtore nicht verfälscht werden. Daß deren obere Sources So mit den unteren Drains verbunden sind, bedarf eigentlich keiner Erwähnung.

Die goniometrisch getastete 4-Takt-Rundstrahlantenne auf ei­ nem Fahrzeug-Anhänger

Motoren in Kraftfahrzeugen verursachen oftmals Vibrationen der Karosserie und der Antennen, die sich als Zittern auf dem Bildschirm auswirken und nur schwer zu beheben sind. Des­ halb ist eine Verlagerung der Sende- und Empfangsantennen auf einen kleinen Anhänger vorteilhaft. Dieser sollte vor­ zugsweise einachsig sein, eine quadratische Grundfläche ha­ ben und weitestgehend aus Kunststoff bestehen, auch die bei­ den Räder und Felgen. Ballonreifen ohne Drahtanteil sind un­ erläßlich. Statt der sonst üblichen Metallfederung sollte die Achse vollständig in Gummi gelagert werden, um jegliche induktive Kurzschlußringwirkung auszuschließen. Aus dem glei­ chen Grunde sollte die Zugstange nur aus einem einzigen Rohr bestehen. Die Unterkante des Anhängerkastens sollte ungefähr den gleichen Abstand zum Erdboden haben wie das Zugfahrzeug. Sein Kfz-Kennzeichen sollte möglichst aus Kunststoff sein. Beim quadratischen Goniometrie-Radar-Verfahren werden die vier Sendeantennen mit Abstand parallel zu den vier Wänden innenseitig in halber Höhe waagerecht montiert. Dies erfolgt mittels Kunststoffwinkel an einem internen geschlitzten Blechkasten 12 zur inneren Abschirmung, zwecks Verhinderung von Rückenstrahlung. Dieser interne Blechkasten 12 hat eben­ falls eine quadratische Grundfläche, die um sovieles kleiner ist als der Kunststoffkasten, daß den Sende-Ferritantennen rundum zirka 5 bis 10 cm freier Raum bleibt. Die Sende-Fer­ ritantennen sind zirka 10 bis 20 cm kürzer als die Seitenwän­ de des inneren Blechkastens, zwecks Verhinderung der Rücken­ strahlung, das heißt sie werden überragt. Falls flache Fer­ ritstäbe zur Anwendung kommen, werden diese so montiert, daß deren Hauptstrahlungsrichtung 45° schräg in den Untergrund fällt. Alle Sendeantennen erhalten zusätzlich noch Abschirm­ bleche in Zylindersegmentform, deren Schlitze einen Öffnungs­ winkel von maximal 60° haben und in ihrer Länge und Breite die Räume zwischen Kunststoffkasten 11 und Blechkasten 12 ausfüllen, die Ferritstäbe mit Abstand zentrisch umschließen sowie dabei einen Strahlungswinkel zwischen senkrecht und ma­ ximal 60° schräg in den Untergrund erlauben. In den Ecken ist die Abschirmung geschlitzt, um induktiven Kurzschluß zu vermeiden. Die Konzentration der Strahlwinkel auf maximal 60° rundum hat den Vorteil, daß Karosserie, Chassis und Rä­ der des Zugfahrzeugs nicht mehr angestrahlt werden. Die Ein­ strahlungsrichtung in die Erde wird an deren Oberfläche abge­ knickt, was sich an unterirdischen Schichtgrenzen wegen der unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten wiederholt. Ober­ irdische Strukturen interessieren fast nicht. In die Mitte des Bodens von Blech- und Kunststoffkasten wird ein Loch ge­ fräst, in welches die abgeschirmte Empfangsantenne 20 genau hineinpaßt und dort flexibel gelagert nach allen Seiten befe­ stigt wird. Aus den genannten Gründen erstreckt sich von der Mitte dieses Loches im Blechkasten zur gegenüberliegenden Blechwand an der Rückseite ein durchgehender Schlitz, der sich im Abschirmzylinder fortsetzt. Die Empfangsantenne er­ hält an ihrem oberen Ende einen Antennensupport zur Feinregu­ lierung der rechtwinkligen Strahlungsentkopplung zu den vier Sendeantennen. Die Lage der Radachse befindet sich um etwas außerhalb der Mitte versetzt, um mit der Empfangsantenne nicht zu kollidieren. Der gesamte Kunststoffkasten wird mit einem verriegelbaren Kunststoffdeckel abgedeckt, welcher oben in der Mitte ein rundes Loch mit einem Schutzkragen be­ sitzt. Die Größe des Loches muß der Empfangsantenne eine aus­ reichende Bewegungsfreiheit erlauben. Die Empfangsantenne enthält noch ein Umschaltrelais von Breit- und Schmalband.

Falls eine Synchronisation der Geschwindigkeit des Blattrol­ len-Schreibers oder des Bandrecorders mit der Fahrgeschwin­ digkeit des Wagens erwünscht ist, empfiehlt sich die Verwen­ dung eines externen Synchronisators mit einer Schaltung nach Fig. 4. Das Aufzeichnungsgerät sollte einen Wechselstrom-Ta­ chodynamo enthalten, und eine der Lichtmaschinen sollte ein Wechselstromgenerator mit Ladegleichrichter sein, deren Fre­ quenzen in einem Phasendiskriminator verglichen werden, der über einen Regelverstärker die Vorlaufgeschwindigkeit des Aufzeichnungsgerätes mit der Fahrgeschwindigkeit in Propor­ tion hält.

Die goniometrisch getastete 4-Takt-Rundstrahlantenne mit vier viertelringförmigen Ferritstäben und zylindrischem Ab­ schirmkasten auf einem Fahrzeuganhänger

Für den Fall, daß viertelringförmige Ferritstäbe erhältlich oder aus gebogenen kleineren Ferritstäben zusammensetzbar sind, ergibt sich für die oben genannte Antenne eine deutli­ che Verbesserungschance des Rundstrahldiagramms. Dies, indem die vier Ferriteinheiten mit einem kleinen Zwischenabstand zu einem ringförmigen Strahlungskörper um einen geschlitzten zylindrischen Abschirmkasten zusammenmontiert werden. Um un­ beabsichtigte Rückenstrahlung zu vermeiden, ist es dabei wichtig, daß die im Augenblickszustand gerade nicht getaste­ ten aufsitzenden Antennenspulen solange intermittierend elek­ tronisch kurzgeschlossen sind, gegebenenfalls durch eine Schaltungsanordnung an den jeweiligen Sendeverstärker-Ausgän­ gen. Eine Schaltung nach Darlington ist empfehlenswert. Eine rodonkuchenformähnliche Abschirmhaube oberhalb des Ring- Strahlungskörpers drückt die Sendeabstrahlung zwischen 60° und 90° senkrecht in den Untergrund. Für den Anhänger gelten die vorstehenden Ausführungen.

Claims (10)

1. l. Schaltungsanordnung zur Verwendung in einem geophysikali­ schen Prospektionsverfahren zur Lageplan-Bilddarstellung des Untergrundes aus einem Fahrzeug heraus von im Erd­ reich vorhandenen und modulierte elektromagnetische Drei­ eckschwingungen reflektierenden Einschlüssen, insbesonde­ re Wasseradern, Erzlagerstätten, Rohrleitungen, Bomben­ blindgängern, Hohlräumen und Restvulkanismen, mit einem Sende- und einem Empfangsteil, mit einem gemeinsamen Quarzoszillator in einem Sägezahngenerator und im Sende­ teil und mit einer an diesen angeschlossenen Sendeanten­ ne, mit einer Empfangsantenne im Empfangsteil, mit einem an die Empfangsantenne angeschlossenen Verstärker, mit einem dem Antennenverstärker nachgeschalteten, die emp­ fangenen Dreieckswellen in ihrer Breite zu Nadelimpulsen zusammendrückenden Impulsformer und einer Kathodenstrahl­ röhre, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender ein gonio­ metrisch getasteter 4-Takt-Sender (10) ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kathodenstrahlröhre (13) eine Farbfernseh- Bildröhre mit vier kreuzweise angeordneten Zeilenablenk­ spulen (14) zusätzlich zur Bildablenkspule (15) ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sender vier Leistungsverstärker (PA1, PA2, PA3, PA4) aufweist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bildkipp- und -tastfrequenz = 50 Hz zwecks stabiler Synchronisation beider Frequenzen aus der Quarz­ frequenz = 50 kHz durch eine dekadische Frequenzteiler­ kette im Verhältnis 1000:1 gewonnen wird.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sendeantenne (19) aus vier geraden oder alternativ viertelringförmigen Großferrit­ stäben besteht.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Großferritstäbe auf den Außenflächen eines metallischen Abschirmkastens (12) oder alternativ Ab­ schirmzylinders montiert sind.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den Großferritstäben und den Außenflä­ chen des metallischen Abschirmkastens (12) metallische Leitbleche montiert sind.
8. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abschirmkasten (12) und die Großferritstäbe von einem Kunststoffkasten (11) um­ schlossen sind.
9. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Empfangsantenne (20) zen­ trisch in den beiden Kästen (11, 12) angeordnet und durch in deren Unter- und Oberseiten vorgesehene Ausneh­ mungen durchgeführt ist.
10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Unter- und die Oberseite des Abschirmka­ stens (12) von den Aussparungen ausgehend einen zur Au­ ßenseite verlaufenden Schlitz aufweisen.