RU219610U1 - Передатчик георадара - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к передающим устройствам и предназначена для использования в радиосвязи, геофизике и геологии для подземного излучения радиосигналов в системах связи, для каротажа скважин и при исследовании подповерхностных слоев земли зондированием электромагнитными импульсами. Техническим результатом полезной модели является повышение диапазона выбора глубины подповерхностного зондирования. Передатчик георадара дополнительно включает в себя секцию из последовательно соединенных разрядников. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к передающим устройствам и предназначена для использования в радиосвязи, геофизике и геологии для подземного излучения радиосигналов в системах связи, для каротажа скважин и при исследовании подповерхностных слоев земли зондированием электромагнитными импульсами [G01S13/00, G01S13/88, G01S7/34].

Из уровня техники известна антенна георадара с воздушной связью [US2021124010 (A1) - 2021-04-29], которая относится к бистатической антенне георадара (GPR) с воздушной связью и, более конкретно, к антенне георадара (GPR) с воздушной связью, которая уменьшает прием прямой волны, что является фактором, ограничивающим формирование изображений, характеристики системы при приеме на приемной стороне антенны георадара путем размещения рамочной антенны в точке приема таким образом, чтобы она была вертикальной к плоскости антенны по отношению к направлению поляризации передающей антенны, и чтобы настройки направления подачи были ортогональны направлению питания передатчика и поверхности земли. Разнесенная от земли антенна георадара с воздушной связью содержит: передающую антенну, направленную к земле и проникающую в землю радиоволну; и приемную антенну, принимающую радиоволну, которая излучается передающей антенной, а затем отражается от земли и подается в направлении, перпендикулярном поверхности земли и направлению подачи передающей антенны. В передающей антенне используется антенна, такая как рупорная антенна, имеющая направленность, а в приемной антенне используется рамочная антенна, в которой физическая плоскость антенны расположена перпендикулярно поверхности земли по отношению к направлению поляризации, что приводит к эффекту улучшения характеристик обнаружения радаров системой георадара с воздушной связью. Недостатком данного технического решения является неудовлетворительные массогабаритные характеристики, ограничивающие его использование.

Также из уровня техники известно Многопортовое устройство передатчика для передачи, по крайней мере, частично избыточных данных, соответствующая система управления, соответствующий способ и соответствующий компьютерный программный продукт [WO2014147453 (A1) - 2014-09-25], для передачи по меньшей мере частично избыточных данных. Многопортовое передающее устройство содержит по меньшей мере два передатчика (EMAC1, EMAC2), содержащие соответствующие буферы передатчика (TxFIFO_MAC1, TxFIFO_MAC2). Передатчики предназначены для передачи данных, буферизованных в буферах передатчиков. Один из по меньшей мере двух передатчиков является ведущим передатчиком (EMAC1; UMAC1), дополнительно предназначенным для выдачи процессору запроса на предоставление блока данных, когда в буфере передатчика (TxFIFO_MAC1; UTxFIFO_MAC1) ведущего передатчика есть свободное место для хранения блок данных. Процессор (RISC1; RISCU1) предназначен для копирования (B) по меньшей мере одного блока данных, хранящихся во внешней памяти (EXTMEM), из внешней памяти в соответствующие позиции в локальном буфере (WA_FIFOSH; GPR_SH). Процессор (RISC1; RISCU1) выполнен с возможностью, в соответствии с заранее заданной последовательностью, последовательно инициировать передачу (C, E) блока данных из соответствующей позиции блока данных в локальном буфере (WA_FIFOSH; GPR_SH) в буферы передатчика (TxFIFO_MAC1; UTxFIFO_MAC1) по меньшей мере двух передатчиков в ответ на запрос от ведущего передатчика на предоставление блока данных. Кроме того, описаны соответствующая система управления (CTRLSYS), соответствующий способ и соответствующий компьютерный программный продукт. Недостатком данного технического решения является неудовлетворительные массогабаритные характеристики, ограничивающие его использование, громоздкость как самого комплекса, так и его отдельных узлов, при этом не обеспечивается высокая проникающая способность излучения георадара.

Наиболее близким по технической сущности является Устройство для радиолокационного зондирования подстилающей поверхности [RU2080622C1 МПК G01S 13/95], содержащее передатчик, состоящий из последовательно соединенных высоковольтного источника питания, накопительного конденсатора, разрядника и передающей антенны, а также приемник. В данном устройстве выходная амплитуда формируемого высоковольтного дельтообразного сигнала равна напряжению пробоя разрядника.

Основным недостатком прототипа является низкая проникающая способность предлагаемого георадара.

Техническим результатом полезной модели является повышение диапазона выбора глубины подповерхностного зондирования.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что передатчик георадара содержит высоковольтный источник питания, выходы высоковольтного источника питания соединены со входами защитных резисторов, выходы защитных резисторов соединены со входами накопительных конденсаторов, выходы накопительных конденсаторов соединены со входами схемы согласования с антенной, которая через свои выходы соединена со входами резистивно-нагруженной антенной, между защитными резисторами и накопительными конденсаторами смонтирована секция из последовательно соединенных разрядников.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 приведена общая схема передатчика георадара.

На фиг. 2 приведены изменения диаграммы изменения напряжения Uc на конденсаторе С и напряжение Ub на входе схемы согласования.

На фигуре 1 обозначены: 1 - высоковольтный источник питания, 2 - защитный резистор, 3 - накопительный конденсатор, 4 - схема согласования с антенной, 5 - резистивно-нагруженная антенна, 6 - разрядники.

Осуществление полезной модели

Передатчик георадара для радиолокационного зондирования подстилающей поверхности выполнен в виде передающего комплекса, который содержит высоковольтный источник питания 1, выходы высоковольтного источника питания 1 соединены со входами защитных резисторов 2, выходы защитных резисторов 2 соединены со входами накопительных конденсаторов 3, выходы накопительных конденсаторов 3 соединены со входами схемы согласования с антенной 4, которая через свои выходы соединена со входами резистивно-нагруженной антенной 5, между защитными резисторами 2 и накопительными конденсаторами 3 смонтирована секция из последовательно соединенных разрядников 6 (числом больше двух). При этом высоковольтный источник питания 1 соединен отдельной линией электропитания со схемой согласования с антенной 4.

Все указанные функциональные элементы передающего комплекса объединены общим корпусом и соединены с общим источником питания, в качестве которого может выступать аккумуляторная батарея (на фигуре не обозначена).

Полезная модель используется следующим образом.

Напряжение с высоковольтного источника питания 1, через защитный резистор 2, заряжает накопительные конденсаторы 3, далее поступает на схему согласования с антенной 4 и резистивно-нагруженную антенну 5. Дополнительно высоковольтный источник питания 1 соединен отдельной линией электропитания со схемой согласования с антенной 4. При этом секция из последовательно соединенных разрядников 6 смонтирована между защитными резисторами 2 и накопительными конденсаторами 3, при достижении суммарного напряжения пробоя разрядников 6 замыкает цепь накопительных конденсаторов 3, происходит разряд накопительных конденсаторов 3 с передачей через схему согласования с антенной 4 сформированного высоковольтного дельтообразного импульса в резистивно-нагруженную антенну 5 (см. фиг. 2). Секция из последовательно соединенных разрядников 6 является съемной и может быть подобрана (с количеством разрядников 6) в зависимости от требуемого динамического диапазона и глубины поверхностного зондирования.

Технический результат - повышение диапазона выбора глубины подповерхностного зондирования - достигается за счет того, что заявленная конструкция включает в себя секцию из последовательно соединенных разрядников 6, при этом количество последовательно включенных разрядников 6 в схеме передатчика георадара может быть равно двум или более, в зависимости от требуемого динамического диапазона и глубины подповерхностного зондирования.

Пример реализации

Предлагаемое техническое решение реализовано в виде макета в изоляционном кейсе с амплитудой выходного импульса до 48 кВ. Секции (и элементы секции) с последовательно соединенными разрядники выполнены в виде изолированных узлов с соединительными контактами, что позволяет производить оперативную замену во время проведения геофизических работ. Разработанный макет позволил достичь глубин зондирования свыше 300 метров.

Claims (1)

1. Передатчик георадара, содержащий высоковольтный источник питания, выходы высоковольтного источника питания соединены со входами защитных резисторов, выходы защитных резисторов соединены со входами накопительных конденсаторов, выходы накопительных конденсаторов соединены со входами схемы согласования с антенной, которая через свои выходы соединена со входами резистивно-нагруженной антенной, между защитными резисторами и накопительными конденсаторами смонтирована секция из последовательно соединенных разрядников.