Самонастраивающийся скоростной фильтр

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ 710010К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 120777 (21) 2508445/18-25с присоединением заявки М С 01 Ч 1/28 Государственный комитет С С СР по делам изобретений и открытий(54) САМОНАСТРАИВАЮЦИЙСЯ СКОРОСТНОЙ ФИЛЬТР 10 Изобретение относится к сейсмической разведке и сейсмологии, а именно к способам и устройствам для обнаружения и выделения сейсмических сигналов, скорости которых заранее неизвестны, но лежат в некотором заданном диапазоне скоростей.Известны способы и устройства для выделения таких сигналов, основанные на использовании метода разновременного суммирования (1) или линейной веерной фильтрации (21. Эффективность этих способов выделения регулярных волн в заданном ди апазоне скоростей зависит от числа обрабатываемых каналов, соотношения энергий и спектрального состава сиг.налов и помех. При одновременной обработке достаточно большого числа 20 каналов и узкбм веере пропускания известные узкополосные интерференционные системы и веерные Фильтры обладают достаточно высокой раэрешаю .щей способностью к регулярным волнам. Однако чем выше разрешающая способность таких фильтров, тем сильнее корреляционные связи шумовых помех на выходе фильтра и тем выше вероятность появления ложных границ и осей синфазности на временном разрезе.Если же скорости сейсмическихсигналов меняются во времени и пространстве в широких пределах, то приходится задавать широкий веер пропускания полезных волн, что приводитк резкому снижению эффективности Фильтрации.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретениюявляется способ обнаружения сейсмических волн и устройство для егоосуществления, основанные на энергетическом анализе сейсмических колебаний споследовательным перебором скоростей полезных волн 3).Устройство состоит из и измерительных каналов, каждый иэ которыхсодержит блок измерения величиныотношения сигнал/помеха.Регулярные волны обнаруживают поотношению сигнал/помеха, измеряемсму по сейсмограммам в скользящемвременном:интервале (1-Т, с+Т) . Этотспособ для своей реализации не требует задания статистических свойствсигналов и помех и обладает высокойпомехоустойчивостью и разрешающейспособнос 1 ью.Основные недостатки этого методаобработки, ограничивающие областьего применения, связаны, во-перных,с потерей информации о форме регулярных сейсмических волн и, но-вторых, со сложностью восстановленияволнового поля в диапазоне скоростей.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введен сумматор,а в каждый канал устройства введеныузкополосные скоростные фильтры имодуляторы, причем один выход узкополосного скоростного фильтра соединен со входом блока измерения отношения сигнал/помеха, а второй выход - с первым нходом модулятора,второй вход которого соединен с выходом блока измерения отношениясигнал/помеха, а выходы всех модуляторов подключены ко входам сумматора.На чертеже приведена блок-схемаописываемого самонастраивающегосяскоростного фильтра.Устройство содержит систему узко-полосных скоростных фильтров 1, осуществляющих разложение сейсмическойзаписи на элементарные узкополосныесигналы по скоростям, лежащим в диапазоне пропускания. Блоки измерителей-формирователей 2 измеряют величины отношения сигнал/помеха вскользящем интервале времени .навыходах узкополосных фильтров и формируют управляющие сигналы. Элементарные сигналы с выходов узкополосных фильтров 1 и соответствующие имуправляющие сигналы с выходов измерителей-формирователей 2 подаютсяна входы модуляторов 3, осуществляющих перемножение этих сигналов. Узкополосные модулированные сигналы свыходов модуляторов 3 подаются навходы сумматора 4, в котором формируется выходной сигнал.Сигнал на выходе самонастраивающегося фильтра имеет вид:Й(Ц,): 2: (,Ч,1 Яр 11,Ч,М,6=3где и = 1, 2 М - номер годографан веере пропускания;б (С,Чп 1 =пЬкЮ 3 - элементарный сиг-нал со скоростьюЧи, выделенный узкополосиым фильтъ; ром Ь из исходнойЕ Ь,Ч записй у, ;Р(ЪЧ )=- отношение энергиип Р(Ч)"и( 1 п) элементарного сигнала со скоростьюЧ к энергии поИмех (определяетсяв скользящем временном окне);Чр( "и - управляющий сигналзависящий от величины отношениясигнал/помеха;у - исходная сейсмограмма;К = 1,2 К - номер канала сейс м ог раммы.Величина отношения сигнал/помехахарактеризует достоверность обнаружения регулярной волны со скоростьюЧ в момент 1. Эффективность фильтрации н данном способе обработки понышается за счет того, что модуляция элементарных узкополосных сигналов управляющими сигналами, зависящими от отношения сигнал/помеха, позволяет усилить достоверно выделяе мые волны но всем диапазоне скоростей и ослабить зашумленные участкизаписи и ложные сигналыВ отличие от способов энергетического анализа на ныходе регист О рируются не энергограммы по заданному набору скоростей, а сейсмограммы, на которой волновое поле, осложненное помехами, заменено совокупностью регулярных волн, скорости 25 которых лежат в заданном диапазоне,а достоверность обнаружения превы-.шает определенный уровень.Самонастройка фильтра заключается в том, что .благодаря установле,нию связи между интенсивностью выходного сигнала и достоверностьюрегулярных волн на входе, областьпропускания фильтра (ширина и ориентация веера пропускания) в каждый момент времени не остаетсяпостоянной, а автоматически изменяется в зависимости от скоростей достоверных волн, зарегистрированныхна входе.4 ОФормула изобретенияСамонастраивающийся скоростнойфильтр, состоящий из и измерительных45 каналов, каждый из которых содержитблок измерения величины отношениясигнал/помеха, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в устройство введен сумматор, а в каждый канал устройства введены узкополосные скоростные фильтры и модуляторы, причемодин выход узкополосного скоростного Фильтра соединен со входом блокаизмерения отношения сигнал/помеха,а второй выход - с первым входом модулятора, второй вход которого соединен с выходом блока измерения отношения сигнал/помеха, а выходы всехмодуляторов подключены ко входамсумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рябинкин Л.А. Теория и практика метода РНП. Москва, Гостоптех.65 издат, 1962.710010 2. Йахамкин С.А. О веерной фильтрации, Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, Р 11, 1969. Составитель Т.РайковаРедактор Л.Батанова Техред Н,Бабурка Коррек Грицен За ПодписнССР 649ного комитета ний и открыти шская наб., д/5 1130 иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,55/47 ТирЦНИИПИ Государствпо делам изобре35, Москва, Ж, Р 3. Авторское свидетельство СССР 9316053, кл. С 01 Ч 1/28, 1970 (прототип) .