定向脉冲微波束共振深地探测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种定向脉冲微波束共振深地探测系统，所述系统包括脉冲雷达单元以及与所述脉冲雷达单元连接的发射天线、接收天线以及接收控制单元；所述接收控制单元连接有信号处理与显示单元；所述脉冲雷达单元产生宽带脉冲，经由所述发射天线向地下待测体发射连续的脉冲波束；所述接收天线，接收所述波包与所述地下待测体发生共振反应后返回的回波信号，经由所述脉冲雷达单元传输至所述接收控制单元；接收控制单元对所述回波信号进行信号转换为计算机可读取的回波信号数据，并传输至信号处理与显示单元进行分析。本发明专利技术提供的定向脉冲微波束共振深地探测系统通过发射具有高频和低频组成的多光谱能量波包，可以在保证探测频率的同时兼顾探测深度，实现准确且高效的地质勘探。勘探。勘探。

【技术实现步骤摘要】
定向脉冲微波束共振深地探测系统


[0001]本专利技术涉及地质勘探
，特别是一种定向脉冲微波束共振深地探测系统。

技术介绍

[0002]地质勘探是对一定地区内的演示、地层、构造等地质情况进行调查研究工作，勘探技术追求的最核心目标是在最大的深度范围内实现最高的分辨能力。在现有的地球物理勘探技术方法中地震探测法和高频电磁波探测法较为常用。地震探测法是利用从震源到接收点之间介质的物性(特别是刚性和弹性)变化所反映的波的传播速度，并通过测定方法来评价地基在平面或垂向上的连续关系。地震探测法能够实现的最大探测深度为
‑
6000m～
‑
7000m，但是，地震探测法分辨率极低(分辨能力大于几十米)。高频电磁波探测方法，能够实现最大分辨率如地质雷达法，对地下物质实现厘米级的分辨率，但其探测深度通常小于10米。
[0003]从探测机理上看，探测深度与分辨率是一对此长彼消的矛盾，取决于探测波的频率，探测波的频率最低，其探测深度越深但分辨率越低，反之分辨率越高探测深度越浅。因此，如何在保证探测频率的同时兼顾探测深度，则是地质勘探中研究的重点。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提出一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的定向脉冲微波束共振深地探测系统。
[0005]本专利技术提供了一种定向脉冲微波束共振深地探测系统，所述系统包括脉冲雷达单元以及与所述脉冲雷达单元连接的发射天线、接收天线以及接收控制单元；所述接收控制单元连接有信号处理与显示单元；<br/>[0006]所述脉冲雷达单元产生宽带脉冲，经由所述发射天线向地下待测体发射连续的脉冲波束；其中，每个脉冲包含多频率组成的多光谱能量波包；
[0007]所述接收天线，接收所述波包与所述地下待测体发生共振反应后返回的回波信号，经由所述脉冲雷达单元传输至所述接收控制单元；
[0008]所述接收控制单元，用于对所述回波信号进行信号转换为计算机可读取的回波信号数据，并传输至信号处理与显示单元，由所述信号处理与显示单元根据所述回波信号数据分析所述地下待测体的特性。
[0009]可选地，所述发射天线向地下待测体发射连续的脉冲波束具有包括低频脉冲波包波前驻波和脉冲波包内高频共振波；所述低频脉冲波包波前驻用于实现地下深度的穿透，所述脉冲波包内高频共振波用于提高地下层的垂直分辨率；
[0010]脉冲波束的重复频率为：5KHz～100KHz，脉冲波包内高频调制频率在1MHz～1GHz的频率范围内工作。
[0011]可选地，所述信号处理与显示单元用于对所述回波信号数据进行广角折射反射分析，以从记录的时间图像中产生深度信息；
[0012]分析所述回波信号数据的发射特性、共振吸收特性、回波信号振幅均值或平均数以及回波信号振幅均值的标准偏差。
[0013]可选地，所述信号处理与显示单元还用于展示所述回波信号数据以及所述回波信号数据的分析结果数据。
[0014]可选地，所述系统还包括数据存储单元，所述数据存储单元与所述信号处理与显示单元连接，用于存储所述信号处理与显示单元接收的回波信号数据和对所述回拨信号数据分析后得到的分析结果数据。
[0015]可选地，所述系统还包括与所述脉冲雷达单元连接的电源单元，以向所述脉冲雷达单元供电。
[0016]本专利技术实施例提供了一种定向脉冲微波束共振深地探测系统，通过脉冲雷达单元产生宽带脉冲，每个脉冲又一系列所需频率组成多光谱能量波包，该脉冲被馈送到发射天线。一旦信号已发送到发射天线，信号就会发送到接收控制单元，以同步收集地下反射数据，这些数据是通过接收天线从不同的地下岩石层和矿物结构收集的。接收控制单元从接收天线收集回波信号，并将其转换为可以读取并存储在数据记录计算机上的形式，进而由信号处理与显示单元利用信号处理专用软件对回波信号经过转换后得到的回波信号数据进行数据分析，以得到地下待测体的分层以及材料特性，从而可以在保证探测频率的同时兼顾探测深度，实现准确且高效的地质勘探。
[0017]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
[0018]根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0019]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0020]图1示出了本专利技术实施例的定向脉冲微波束共振深地探测系统结构示意图；
[0021]图2示出了本专利技术实施例的向下发射脉冲微波束共振深地探测波包示意图；
[0022]图3示出了本专利技术实施例的低频脉冲包含高频波包示意图；
[0023]图4a～c示出了本专利技术实施例的信号处理与显示单元处理过程示意图；
[0024]图5示出了本专利技术实施例的广角反射和折射扫描WARR
‑
Scan示意图；
[0025]图6示出了本专利技术实施例的剖面扫描Profile
‑
Scan示意图；
[0026]图7示出了本专利技术实施例的静态凝视扫描Stear
‑
Scan示意图；
[0027]图8示出了本专利技术实施例的公共中点扫描CMP
‑
Scan示意图；
[0028]图9示出了本专利技术实施例广角折射反射WARR分析过程示意图。
具体实施方式
[0029]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术
的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0030]本专利技术实施例提供了一种定向脉冲微波束共振深地探测系统，定向脉冲微波束共振深地探测技术是基于脉冲雷达基础上，通过创建和向地下发射相干超定向脉冲窄波束来实现对地球地下的更深穿透和更高的垂直分辨率。非介入式定向脉冲微波束共振深地探测技术能为深部找矿等地球物理服务应用提供更迅速，更环保，更经济的解决方案。
[0031]如图1所示，本专利技术实施例提供的定向脉冲微波束共振深地探测系统可以包括脉冲雷达单元以及与所述脉冲雷达单元连接的发射天线、接收天线以及接收控制单元；所述接收控制单元连接有信号处理与显示单元。其中，脉冲雷达单元产生宽带脉冲，经由所述发射天线向地下待测体发射连续的脉冲波束；其中，每个脉冲包含多频率组成的多光谱能量波包。所述接收天线接收所述波包与所述地下待测体发生共振反应后返回的回波信号，经由所述脉冲雷达单元传输至所述接收控制单元；接收控制单元，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向脉冲微波束共振深地探测系统，其特征在于，所述系统包括脉冲雷达单元以及与所述脉冲雷达单元连接的发射天线、接收天线以及接收控制单元；所述接收控制单元连接有信号处理与显示单元；所述脉冲雷达单元产生宽带脉冲，经由所述发射天线向地下待测体发射连续的脉冲波束；其中，每个脉冲包含多频率组成的多光谱能量波包；所述接收天线，接收所述波包与所述地下待测体发生共振反应后返回的回波信号，经由所述脉冲雷达单元传输至所述接收控制单元；所述接收控制单元，用于对所述回波信号进行信号转换为计算机可读取的回波信号数据，并传输至信号处理与显示单元，由所述信号处理与显示单元根据所述回波信号数据分析所述地下待测体的特性。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射天线向地下待测体发射连续的脉冲波束具有包括低频脉冲波包波前驻波和脉冲波包内高频共振波；所述低频脉冲波包波前驻用于实现地下深度的穿透，所述脉冲波包内高频共振波用于提高地下层的垂直分辨率；脉冲波束的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鸣，
申请(专利权)人：雷鸣，
类型：发明
国别省市：