DE19518420C2 - Schaltungsanordnung zur Verwendung in einem geophysikalischen Prospektionsverfahren - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Verwendung in einem geophysikalischen ProspektionsverfahrenInfo
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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
mit einem Sende- und einem Empfangsteil, mit einem gemeinsa
men Quarzoszillator in einem Sägezahngenerator und im Sende
teil und mit einer an diesen angeschlossenen Sendeantenne,
mit einer Empfangsantenne im Empfangsteil, mit einem an die
Empfangsantenne angeschlossenen Verstärker, mit einem dem
Empfangsantennenverstärker nachgeschalteten, die empfangenen
Dreieckswellen in ihrer Breite zu Nadelimpulsen zusammen
drückenden Impulsformer und mit einer Farbfernseh-Kathodenstrahl
röhre. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung dieser
Schaltungsanordnung zur Lageplan-Bilddarstellung aus einem
Fahrzeug heraus von im Erdreich vorhandenen Wasseradern, Erz
lagerstätten, Rohrleitungen, Bombenblindgängern, Hohlräumen,
Munition und Restvulkanismen.
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 von Dr. V. Fritsch:
"Die Aussichten der Reflexionsmethode in der Funkmutung" in
"Glückauf", 1943, Heft 27/28, 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 und sie zur Lageplan-Bilddarstellung aus einem
Fahrzeug heraus von im Erdreich vorhandenen Wasseradern, Erzlagerstätten,
Rohrleitungen, Bombenblindgängern, Hohlräumen und Restvulkanismen zu
verwenden. Die Lösung für diese Aufgabe
ergibt sich mit den in den Ansprüchen 1 und 11
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-Span
nung 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 1
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 -UV 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.
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.
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-Strah
lungskörpers drückt die Sendeabstrahlung zwischen 60°
und 90° senkrecht in den Untergrund. Für den Anhänger gelten
die vorstehenden Ausführungen.
Claims (11)
1. 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 mit einem
Sende- und einem Empfangsteil, mit einem gemeinsamen
Quarzoszillator (1) in einem Sägezahngenerator und im
Sendeteil und mit einer an diesen angeschlossenen Sende
antenne (19), mit einer Empfangsantenne (20) im Empfangs
teil, mit einem an die Empfangsantenne (20) angeschlosse
nen Verstärker, mit einem dem Antennenverstärker nachge
schalteten, die empfangenen Dreieckswellen in ihrer Brei
te zu Nadelimpulsen zusammendrückenden Impulsformer und
einer Kathodenstrahlröhre (13), wobei der Sender (10)
ein goniometrisch getasteter 4-Takt-Sender ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Kathodenstrahlröhre (13) eine Farbfernseh-Bild
röhre mit vier kreuzweise angeordneten Zeilenablenk
spulen (14) zusätzlich zur Bildablenkspule (15) ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Sender (10) vier Leistungsverstär
ker (PA1, PA2, PA3, PA4) aufweist.
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. 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. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Großferritstäbe auf den Außenflächen eines
metallischen Abschirmkastens (12) oder alternativ Ab
schirmzylinders montiert sind.
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. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Abschirmkasten (12) und
die Großferritstäbe von einem Kunststoffkasten (11) um
schlossen sind.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Empfangsantenne (20) zentrisch in den bei
den Kästen (11, 12) angeordnet und durch in deren Unter- und
Oberseiten vorgesehene Ausnehmungen durchgeführt
ist.
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.
11. Verwendung der Schaltungsanordnung nach einem oder mehre
ren der Ansprüche 1 bis 10 zur Lageplan-Bilddarstellung
aus einem Fahrzeug heraus von im Erdreich vorhandenen
Wasseradern, Erzlagerstätten, Rohrleitungen, Bombenblind
gängern, Hohlräumen und Restvulkanismen.
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