Устройство для измерения амплитуды и фазы радиосигнала в геоэлектроразведке

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ РАДИОСИГНАЛА В ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ , состоящее из измерительного блока и ретранслятора, причем измерительный блок содержит последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, последовательно соединенные усилитель мощности , антенный переключатель с подключенной к нему приемно-передающей антенйой, измерительный приемник и амплитудно-фазовый измеритель, а также вспомогательный генератор, причем ВЫХОФ1 усилителя мощности и вспомогательного генератора подключены соответственно к первому и второму входам антенного переключателя, а вход измеfiiii-jkio ,....,:. рительного приемника - к его выходу, ретранслятор содержит последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, а также последовательно включенные усилитель мощности, антенный переключатель с подключенной к нему приемно-передающей антенной, измерительный приемник иблок фазовой автоподстройки, выход которого соединен с входом задающего генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений амплитуды и фазы радиосигнала и дальности радиопросвечивания, в него дополнительно введены два преобразователя частоты, входы которых подключены к выходам соответствующих задающих генераторов и делителей частоты, и по два фильтра суммарной и разностной частот, входы которых соединены с выходами соответствующих преобразователей частоты, причем в измерительном блоке выход фильтра суммарной частоты соединен с входом усилителя мощности, а выход фильтра разностной частоты - с вторым входом амплитудно-фазового измерителя, в ретрАнсляторе выход фильтра суммарной частоты подключен к второму входу блока фазовой автоподстройки, а выход фильтра разностной частоты - к входу усилителя МО1ЦНОСТИ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

C0LIHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (12) ЗЬ2) С 01 V 3 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О (КРЫТ)Й (21) 3569934/18-25 (22) 31.03.83 (46) 30.06.84.Бюл. У 24 (72) В.И.Юзов, А.А.Голосов, И.Ф.Ремесник и Л.А.Яснова (71) Красноярский политехнический институт (53) 550.837(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 324602, кл. С 01 Ч 3/10, 1970.

2. Отчет по хоздоговорной НИР

31 1, номер Гос. регистрации

71013911, КПИ, Красноярск, 1975, с. 45-47 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ РАДИОСИГНАЛА В ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ, состоящее из измерительного блока и ретранслятора, причем измерительный блок содержит последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, последовательно соединенные усилитель мощности, антенный переключатель с подключенной к нему приемно-передающей антенйой, измерительный приемник и амплитудно-фазовый измеритель, а также вспомогательный генератор, причем выходы усилителя мощности и вспомогательного генератора подключены соответственно к первому и второму входам антенного переключателя, а вход иэмерительного приемника — к его выходу, ретранслятор содержит последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, а также последовательно включенные усилитель мощности, антенный переключатель с подключенной к нему приемно-передающей антенной, измерительный приемник и блок фазовой автоподстройки, выход которого соединен с входом задающего генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений амплитуды и фазы радиосигнала и дальности радиопросвечивания, в него дополнительно введены два преобразователя частоты, входы которых подключен? ны к выходам соответствующих задающих генераторов и делителей частоты, и по два фильтра суммарной и разностной частот, входы которых соединены с выходами соответствующих преобразо- д вателей частоты, причем в измерительном блоке выход фильтра суммарной частоты соединен с входом усилителя мощности, а выход фильтра разностной частоты - с,вторым входом амплитудно-фазового измерителя, в ретрансляторе выход фильтра суммарной частоты подключен к второму входу блока фазовой автоподстройки, а выход фильтра разностной частоты — к входу усилителя мощности.

1 100б02 2

Изобретение относится к контрольно- тор п ичем вых измерительной техн о- тор, причем выходы усилителя мощносельнои технике и может быть ис- ти и вспомогател н пользовано и и геоф ьного генератора ваниях в части о при геофизических исследо- подключены соответст ственно к первому в частности, методом радиовол- и второму входам антенного переклюнового просвечивания преимущественно в скважинах ° вход змерительного приемника — к .его выходу, ретранслято

Известно устройство для измерения со е жит ь P амплит 1 и я содержит последовательно соединенные туды и фазы радиосигнала, состоя- задающий г ее и щии генератор и делитель частощ из измерительного блока и ретранс- ты а такж лятора п ичем иэ

ы, а также последовательно включене тора, причем измерительный блок со- 10 ные усилитель мощи ощности, антенный пед ржит соединенные последовательно задающий генерато с реключатель с подключенной к нему р, у илитель мощнос- приемно-передающей а ти, антенный пе ек ей антеннои, измерипе е аю переключатель и приемно- тельный приемн б пе ек — " ик и лок фазовой авр д щую антенну, последовательно топодс соединенные измерительный п иемник троики, выход кото ого с р оединен ь приемник 15 с входом задающего генератора f27. (усилитель) и амплитудно-фазовый из- Х отя в известном техническом. еше- меритель, причем второй вход после — ни

P ед- нии, используемом в аппаратуре типа него соединен с выходом задающего re- РИФА изл излучение и прием сигналов проника — с выхо ом ратора, а вход измерительного прием- изводится ся на различных частотах, что ика — с выходом антенного переключа- 20 несколько снижает ет уровень наводок с ет ду е того, к второму вхо ан- с у илителей мощности на измерительные тенного переключателя подключен вспо- приемники по ав могательный гене ато к, подавление наводок оказы и генератор, ретранслятор вается недостаточно эффективным посодержит последовательно соединеннь

У приемно-передающую е скольку в изме ительно антенну, изме ир м блоке прини" р 2 маемая частота является гармоникой тельный приемник, блок фазовой автоподстройки з аю и re о- частоты излучения, поэтому наводки ад щи нератор и уси- формируются непосредственно.в каналитель мощности, выход которого сое- ле измерительного приемника за счет динен с входом антенного переключате- не ля С13. е- нелинеиности усилительного тракта, В в результате чего точность измерений связи с тем, что как в изме ительном блоке так и в

P амплитуды и фазы радиосигнала оказыУ ретрансляторе вается невысокой а усилитель мощности и измерительный а дальность п освечивания небольшой. а р приемник работают на одной частоте Ц хотя и пооче е

t елью изобретения является повышер дно на входы измеритель- ние точност и измерении амплитуды и ных приемников проникают с усилителе" ф ей фазы радиосигнала и дальности радиомощности довольно значительные шумы- просвечивания. наводки, приводящие к снижению точ- Поставленная цель достигается тем, ности измерений и уменьшению дальнос- что в у о в устроиство для измерения амплити радиопросвечивания, поскольку изме- туды и фазы иосигн рения возмож ь н лишь до тех по пока

40 и азы радиосигнала в геоэлектрор, разведке, состоящем из измерительного уровень входного сигнала значительно блока и превышает значение собственных наво- т а и ретранслятора, причем изме ию P тельныи блок содержит последовательН но соединенные задающий генератор и аиболее близким к предлагаемом по технической с

45 д литель частОты пОследовательнО сО ущности и достигаемо- диненные усилитель мо ности

У ему результату является ст ой итель мощности, .антенный устроиство переключатель с подключенной к нем для измерения амплитуды и фазы ои к нему ф радио- приемно-передающей антенной, измерисигнала в геоэлектроразведке состоя- те и

У тельнь приемник и амплитудно-фазовый щее из измерительного блока и ретранс- и эмеритель, а также вспомогательный лятора, причем измерительный блок со- г генератор, причем выходы усилителя держит последовательно соединенные мощности и вспомогательного генератоающии генератор и делитель часто- ра подключены со т ты, последовательно соединенные уси- и оответственно к пе вом и второму входам антенного переключалитель мощности, антенный переключа- теля, а вход измерительного приемнитель с подключенной к нему приемно- 55 ка— ка — к его выходу, ретранслято со епередающей антенной, измерительный ка —, р содержит последовательно соединенные заприемник и амплитудно-фазовый измери- аю дающии генератор и делитель частоты тель, а также вспомогательный генера- а

В а также последовательно включенные

3 11006 усилитель мощности, антенный переключатель с подключенной к нему приемнопередающей антенной, измерительный приемник и блок фазовой автоподстройI ки, выход которого соединен с входом задающего генератора, дополнительно введены два преобразователя частоты, входы которых подключены к выходам соответствующих задающих генераторов и делителей частоты, и по два фильт- 1ð ра суммарной и раэностной частот, входы которых соединены с .выходами соответствующих преобразователей частоты, причем в измерительном блоке выход фильтра суммарной частоты соединен с входом усилителя мощности, а выход фильтра разностной частоты — с вторым входом амплитудно-фазового измерителя, в ретрансляторе выход фильт ра суммарной частоты подключен к вто- 2р рому входу блока фазовой автоподстройки, а выход фильтра разностной частоты — к входу усилителя мощности.

На. чертеже приведена структурная

25 схема устройства.

Устройство состоит из измерительного блока 1 и ретранслятора 2. Измерительный блок 1 содержит последовательно соединенные задающий генератор 3, делитель 4 частоты триггерного типа, преобразователь 5 частоты, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора 3, фильтр 6 суммарной частоты, усилитель 7 мощности, антенный переключатель 8 и приемно- 35 передающую антенну 9, а также последовательно соединенные измерительный приемник 1О, вход которого подключен к выходу антенного переключателя .8, и амплитудно-фазовый измеритель 11, 4Р второй вход которого через фильтр 12 . разностной частоты подключен к второму выходу преобразователя 5 частоты, кроме того, вспомогательный генератор 13 своим выходом подключен к вто-4> рому входу антенного переключателя 8.

Ретранслятор 2 сопержит последовательно соединенные задающий генератор 14. делитель 15 частоты триггерного типа, преобразователь 16 частоты, фильтр 175Р разностной частоты, усилитель 18 мощности, антенный переключатель 19 и приемно-передающую антенну 20, а также последовательно соединенные измерительный приемник 2I, вход которого 55 подключен к выходу антенного переключателя 19, и блок 22 фазовой автоподстройки, второй вход которого через

02 4 фильтр 23 суммарной частоть1 подключен к выходу преобразователя 16 частоты, а выход блока 22 фазовой автоподстройки соединен с входом задающего генератора 14.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 3 измерительного блока 1 вырабатывает сигнал заданной частоты, который непосредствен. но и через делитель 4 частоты поступает на входы преобразователя 5 частоты, где фильтрами суммарной 6 и разностной 12 частот выделяются сигналы с рабочими частотами:

К+ - Е, (1+1И"); = Х, (1-1/2");

I где f+ и f — суммарная и разностная частоты;

n — число триггеров в делителе частоты;

f — рабочая частота эадающео

ro генератора.

Суммарная частота с фильтра 6 суммарной частоты поступает на вход усилителя 7 мощности и далее на один из

:входов антенного переключателя 8.

Антенный переключатель 8 управляется сигналами низкой частоты с вспомогательного генератора 13 и в течение первой четверти периода частоты вспомогательного генератора 13 соединяет выход усилителя 7 мощности с приемнопередающей антенной 9, в течение третьей приемно-передающую антенну 9— с входом измерительного приемника

10, а в течение второй и четвертой четвертей изолирует приемно-передающую антенну 9 как от выхода усилителя 7 мощности, так и от входа измерительного приемника 10 ° Зондирующий сигнал, излученный приемно-передающей антенной 9 измерительного блока, пройдя исследуемую среду, принимается приемно-передающей .антенной 20 ретранслятора 2, поступает на вход измерительного приемника 21, где усиливается и затем подается на первый вход блока 22 фаэовой автоподстройки, вырабатывающей сигнал, который, поступая на задающий генератор 14,подстраивает его частоту и фазу под принятый с измерительного блока 1 сигнал. Выходные сигналы задающего генератора

14 и делителя 15 частоты ретранслятора 2 поступают на входы преобразователя 16 частоты, на выходе которого формируются и выделяются фильтрами

1100602

Заказ 4577/36

Подписное

ВНИИПИ

Тираж 711 суммарной 23 и разностной 17 частот суммарная и разностная частоты, первая из них подается на опорный вход блока 22 фазовой автоподстройки и используется в качестве опорной, вторая,5 усиленная усилителем 18 мощности, через антенный переключатель 19 в течение второй четверти периода вспомогательного генератора 13 измерительного блока 1 поступает на приемно-пе- 1О редающую антенну 20 и излучается.

Вновь пройдя исследуемую среду, сигнал принимается приемно-передающей антенной 9 измерительного блока 1, ,через антенный переключатель 8 попадает на вход измерительного приемника 10, усиливается и поступает на первый вход амплитудно-фазового измерителя 11, причем на второй его вход подается сигнал разностной частоты 20 через фильтр 12 разностной частоты с выхода преобразователя 5 частоты.

В амплитудно-фазовом измерителе 11 измеряется и регистрируется фаза и амплитуда принятого сигнала, 25

Коэффициент деления триггерных делителей 4 и 15 частоты соответственно измерительного блока 1 и ретранслятора 2 выбираются порядка 8-16 с тем, чтобы сигналы, передаваемые от изме- Зб рительного блока 1к ретранслятору 2 и обратно, могли считаться достаточно близкими и интерпретацию изменений можно было производить для "средней" частоты Юо, а также отличаться настолько, чтобы можно было легко обеспечить надежное разделение суммарной и раэнрстной частот фильтрами суммарной 6 (23) и разностной 12 (17) частот измерительного блока 1 и ретранслятора 2 соответственно.

В данном техническом решении по сравнению с базовым прибором РИФА обеспечивается значительно более глубокое подавление наводок с усилителей мощности на собственные измерительные приемники измерительного блока и ретранслятора, поскольку здесь используется не только временное разделение принятого и излученного сигналов, но и их частотное разделение, причем ни иэлученный, ни принятый сигнал не являются гармоническими составляющими другого, Общий выигрыш в подавлении наводок при использовании в качестве фильтров суммарной и разностной частот двухконтурных связанных контуров достигает 10-20, что соответствует примерно такому же повышению точности измерений при сохранении дальности просвечивания либо повышению в

2-4 раза дальности просвечивания при сохранении точности измерений аппаратуры РИФА.

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4