Устройство для радиопросвечивания

 

Изобретение относится к аппаратуре радиоволновых методов подземной геофизики. Целью изобретения является увеличение информативности метода за счет обеспечения возможности проведения амплитудно-фазовых измерений. В устройство, содержащее скважинный передатчик с задающим генератором, усилителем мощности и антенной, скважинный приемник с антенной, усилителем высокой частоты, смесителем, гетеродином, усилителем промежуточной частот (УПЧ), скважинные фильтры для борьбы с антенным эффектом каротажного кабеля, канал связи приемной и передающей частей аппаратуры, наземный пульт обработки и регистрации с усилителем промежуточной частоты и смесителем, введены в скважинный передатчик делитель частоты сигнала на N, в скважинный приемник делитель частоты гетеродина на N и сумматор, связанный с УПЧ и делителем частоты гетеродина на N, а в наземный пульт два разделительных фильтра и фильтр подавления помех, блок измерения амплитуды и фазы и блок фазовой автоподстройки частоты. В результате введения новых узлов и связей появляется возможность производить синхронное детектирование и привязку фазы к опорной частоте на любых рабочих частотах, что повышает информативность измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ4АЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVEiËÈH (51) $ С 01 Ч 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4425530/24-25 (22) 17.05.88 (46) 30.03.90. Бюл. Р 12 (71) Научно-производственное объединение "Рудгеофизика" и Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) А.П.Савицкий, Б.П.Подкопаев, Г.В.Редько, А.Б.Федоров и Д.О.Яковлев (53) 550.837(088.8) (56) Руководство по радиоволновым методам скважинной и шахтной геофизики

/Под ред. А.П.Петровского, А.А.Попова. — M. Недра, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИОПРОСВЕЧИВАНИЯ (57) Изобретение относится к аппара-туре радиоволновых методов подземной геофизики. Целью изобретения является увеличение информативности метода эа счет обеспечения возможности проведения амплитудно-фазовых измерений. В устройство, содержащее скважинный передатчик с задающим генератором, усилителем мощности и антенной, скважинИзобретение относится к аппаратуре радиоволновых методов подземной геофизики, Цель изобретения — увеличение информативности метода за счет обеспечения возможности проведения амплитудно-фазовых измерений.

На чертеже изображена блок-схема устройства, Устройство содержит скважинный передатчик 1, задающий генератор 2, усилит ль 3 мощности, антенну 4, де„„SU„„1553933 А 1

2 ный приемник с антенной, усилителем высокой частоты, смесителем, гетеродином, усилителем промежуточной частоты (УПЧ), скважинные фильтры для борьбы с антенным эффектом каротажного кабеля, канал связи приемной и передающей частей аппаратуры, наземный пульт обработки и регистрации с усилителем промежуточной частоты и смесителем, введены в скважинный передатчик делитель частоты сигнала на N, в скважинный приемник делитель частоты гетеродина на N и сумматор, связанный с УПЧ и делителем частоты гетеродина íà N, а в наземный пульт два разделительных фильтра и фильтр подавления помех, блок измерения амплитуды и фазы и блок фазовой автоподстройки частоты. В результате введения новых узлов и связей появляется возможность производить синхронное детектирование и привязку фазы к опорной частоте на любых рабочих частотах, что повышает информативность измерений. 1 ил. литель 5 частоты сигнала на N каротажный кабель 6, скважинный фильтр 7, каротажный кабель 8, канал 9 связи, наземный пульт 10, скважинный приемник 11, антенну 12, усилитель 13 вы" сокой частоты, первый смеситель 14, гетеродин 15, первый усилитель 16 промежуточной частоты, делитель 17 гетеродина на N, сумматор 18, каротажный кабель 19, скважинный фильтр

20, каротажный кабель 21, первый раз. делительный фильтр 22, второй разде1553933 лительный фильтр 23, второй смеситель 24, фильтр 25 подавления помех,, блок 26 фазовой автоподстройки час" . тоты (ФАПЧ), блок 27 измерения амплитуды и фазы и второй усилитель 28 промежуточной частоты.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Сигнал заданной частоты f вырабатывается задающим генератором 2, усиливается усилителем 3 мощности и, .далее через антенну 4 излучается в !, окружающую среду. Стабильность работы передающего устройства достигается

; за счет кварцевой стабилизации час, тоты в задающем. генераторе, а также исполнением усилителя мощности таким образом, чтобы он не нагружал задающий генератор 2. С усилителя мощности сигнал поступает также на делитель 5 сигнала на N, где делится в

И раз. Сигнал частоты f /N из сква жинного передатчика 1 поступает через каротажный кабель и фильтр 7 в канал связи 9. На выходе канала связи 9 существует гармонический сигнал частоты Йo/N жестко привязанный по фазе к сигналу скважинного передатчика, .излучаемому в окружающую среду.

Этот сигнал поступает на один иэ вхо- 3ц дов наземного пульта 10, фильтруется

,от помех фильтром ?5 подавления помех и в дальнейшем используется для формирования опорного сигнала.

Прошедший через горные породы сиг- 35 нал частоты Е, амплитуда и фаза которого изменились в процессе распространения электромагнитной волны, принимается антенной 12, усиливается усилителем 13 высокой частоты и в 40 первом смесителе 14 преобразуется в сигнал промежуточной частоты f и „, f — f г, где f- re частота, вырабатываемая гетеродином 15. Стабильность частоты гетеродина обеспечива- 45 ется за счет кварцевой .стабилизации.

Сигнал промежуточной частоты усиливается первым усилителем 16 промежуточной частоты 16 и поступает на сумматор 18. На другой вход суммато-, 5п ра проходит сигнал частоты Е „ /И, гет образованный на выходе делителя 17 частоты гетеродина íà N иэ сигнала гетеродина 15. На выходе сумматора существует сложный сигнал, являющийся суммой сигнала промежуточной частоты, несущего информацию об амплитуде и фазе принятого антенной сигнала, и сигнала Е г „/N, связанного с особенностями работы гетеродина. Величина N соответствует числу, на которое была поделена частота f в делителе 5 частоты сигнала на И скважинного передатчика 1. Иэ приведенных данных видно, что сигнал, который из скважинного приемника через каротажный кабель и скважинный фильтр 20 поступает на сигнальный вход наземного пульта 10 отличается от обычно используемых в радиоволновой аппаратуре сигналов. Скважинный фильтр 20 конструктивно не отличается от скважинного фильтра 7, а его частотная характеристика выбирается так, чтобы сигналы частот Е,, /И и Е.про„заметно не ослаблялись Лильтром, а частота f, подавлялась. Это необходимо из соображений исключения антенного эффекта кабеля.

Сложный сигнал, поступивший на сигнальный вход наземного пульта 10, с помощью первого и второго разделительных фильтров 22 и 23 разделяется таким образом, что сигнал частоты

Й /N поступает на вход второго смесителя 24, а сигнал промежуточной час тоты и lip 0 % па вход второго усилителя

28 промежуточной частоты. Форма частотных характеристик первого и второго разделительных Лильтров 22 и 23 очевидна из той функциональной нагрузки, которую они несут при преобразовании сигнала.

Как следует из предыдущего, на входы второго смесителя 24 поступают два сигнала: fo/N, особенности которого связаны с работой скважинного передатчика 1, и fг /И, определяемого работой гетеродина 15 скважинного приемника 11, На выходе второго смесителя 24 формируется опорный сигнал

f î — тгет частоты, который в блоке 26

ФАПЧ, работающем в режиме умножителя частоты на N превращается в опорный сигнал промежуточной частоты f „

- ПРОМ.

Й О вЂ” Е гет, жестко привязанный по фазе к сигналу рабочей частоты f р В поскольку случайная Лаза сигнала гетеродина в процессе описанных преобразований исключается, Рабочий сигнал промежуточной частоты усиливается до необходимого уровня вторым усилителем 28 промежуточной частоты . Управление вторым усилителем 28 промежуточной частоты может проводиться автоматически или вручную, существенным является знание

1553933 6 коэффициента усиления этого усилителя.

Таким образом, на выходе блока 26

ФАПЧ и второго усилителя 28 промежу-. точной частоты удалось образовать два сигнала промежуточной частоты г„ опорный и рабочий, сравнение которых в блоке 27 измерения амплитуды и фазы позволяет определить амплитуду и фазу принятого сигнала, учесть возможные искажения, связанные с работой передатчика и гетеродина, и пронести накопление сигнала.!

Коэффициент деления частоты выбирается, во-первых, иэ соображений легкости схемотехнической реализации делителя частоты, что определяет N как целое число, более того, желательно иметь N равным некоторой целой степени числа 2, во-вторых, значения fо/И и f„ /N должны лежать в пределах полосы пропускакия каротажного кабеля, Следует учитывать. также особекности фильтрации сигналов в предлагаемом устройстве. Необходимость разделения сигналов частот

f„ /N и f. »« f, — f. г накладывает определенные ограничения на величину целого числа N. Очевидно, число N должко выбираться таким, чтобы частоты fð,/N и 1 пром. были не слишком близки, так как иначе создание первого и второго разделительных фильтров 22 и 23 может превратиться в сложную техническую проблему. С другой стороны, обе частоты f., /N и f,„ äoëæíû достаточно отличаться от fä с тTеeмM, чтобы не возникли сложности при создании скважинного фильтра 20, Формула изобретения

Устройство для радиопросвечивания, содержащее скважинный передатчик, содержащий соединенные последовательно задающий генератор, усилитель мощности и антенну, скважинный приемник, содержащий соединенные последовательно антенну, усилитель высокой частоты, первый смеситель, гетеродин, причем выход первого смесителя подклю10

50 чен к входу первог.о усилителя промежуточной частоты, а также скважинные фильтры скважикного передатчика и скважикного приемника, подключенные через каротажный кабепь к наземному пульту, наземный пульт, содержащий второй усилитель промежуточной частоты и второй смеситель, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения информативности метода за счет обеспечения возможности проведения амплитудно-фазовых измерений, в скважннный передатчик введен делитель чаеготы сигнала на И, в скважинный приемник введены делитель частоты гетеродина на М и сумматор, в наземный пульт введены два разделительных фильтра, фильтр подавления помех, блок измерения амплитуды и фазы, блок фазовой автоподстройки частоты, причем входы первого и второго разделительных фильтров подключены через каротажный кабель к скважинному фильтру скважинкого приемника, выход первого разделительного фильтра соединен с вторым усилителем промежуточной частоты, выход второго разделительно"

ro фильтра соединен с первым входом второго смесителя, второй вход которого соединек с выходом фильтра rioдавления помех, выход второго смесителя соединен с входом блока фаэовой автоподстройки частоты, а выход блока фазовой автоподстройки частоты и выход второго усилителя промежуточной частоты соединены с входами блока измерения амплитуды и фазы, вход фильтра подавления помех.,через каротажный кабель подключен к выходу скважинного фильтра скважинного передатчика, вход которого соединен с выходом де" лителя частоты сигнала на Б, вход.. которого подключен к выходу усилителя мощности, выход гетеродина соеди" ! нен с входом делителя частоты гетеродина на N выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом пер- . вого усилителя промежуточной частоты, выход сумматора через отрезок каротажного кабеля соединен с входом скважинного фильтра скважинного приемника.

15 53933

Составитель Л.Талонина

Техред:А.Кравчук Корректор 3.Люнчакова

Редактор Л.Пчолннская

Подписное

Тираж 417

Заказ 455

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101