Устройство для измерения амплитуды и фазы радиосигнала в геоэлектроразведке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК аю аг 1 ШС 01 ЧЗЗО ЕТЕНИЯ У ости л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТЮ ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Красноярский политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 324602, кл. С 01 Ч 3/10, 1970,2, Отчет по хоздоговорной НИР У 31 1, номер Гос. регистрации 71013911, КПИ, Красноярск, 1975, с, 45-47 (прототип).(54 У(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯАМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ РАДИОСИГНАЛА В ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ, состоящее из измерительного блока и ретранслятора, причем измерительный блок содержит последовательно соединенные задающийгенератор и делитель частоты, последовательно соединенные усилитель мощности, антенный переключатель с подключенной к нему приемно-передающейантенйой, измерительный приемник иамплитудно-фазовый измеритель, а также вспомогательный генератор, причемвыходы усилителя мощности и вспомогательного генератора подключены соответственно к первому и второму входамантенного переключателя, а вход иэмерительного приемника - к его выходу,ретранслятор содержит последовательно соединенные задающий генератор иделитель 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, 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 подключеС 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 усилите1100 б 02 2Изобретение относится к контрольно- тор п ичем выхизмерительо- тор, причем выходы усилителя мощносельнои технике и может быть ис- ти и вспомогател нпользовано п и геофьного генератораваниях в частио при геофизических исследо- подключены соответстственно к первомув частности, методом радиовол- и второму входам антенного переклюнового просвечивания преимущественнов скважинахвход змерительного приемника - к,его выходу, ретранслятоИзвестно устройство для измерения со е житф Рамплит 1 ия содержит последовательно соединенныетуды и фазы радиосигнала, состоя- задающий гее ищии генератор и делитель частощ из измерительного блока и ретранс- ты а такжлятора п ичем иэы, а также последовательно включенетора, причем измерительный блок со ные усилитель мощиощности, антенный пед ржит соединенные последовательнозадающий генерато среключатель с подключенной к немур, у илитель мощнос- приемно-передающей ати, антенный пе екей антеннои, измерипе е аюпереключатель и приемно- тельный приемн бпе ек - " ик и лок фазовой авр д щур антенну, последовательно топодссоединенные измерительный п иемниктроики, выход кото ого ср оединень приемник 15 с входом задающего генератора 23.(усилитель) и амплитудно-фазовый из- Х отя в известном техническом. еше-меритель, причем второй вход после - ниРед- нии, используемом в аппаратуре типанего соединен с выходом задающего ге- РИФА излизлучение и прием сигналов проника - с выхо омратора, а вход измерительного прием- изводитсяся на различных частотах, чтоика - с выходом антенного переключа несколько снижаетет уровень наводок сет дуе того, к второму вхо ан- су илителей мощности на измерительныетенного переключателя подключен вспо- приемники по авмогательнь "к , подавление наводок оказыи генератор, ретранслятор вается недостаточно эффективным посодержит последовательно соединенньУприемно-передающуюе скольку в изме ительноантенну, изме ир м блоке прини"р 25 маемая частота является гармоникойтельный приемник, блок фазовой автоподстройки з аю й гео- частоты излучения, поэтому наводкиад щи нератор и уси- формируются непосредственно в каналитель мощности, выход которого сое- ле измерительного приемника за счетдинен с входом антенного переключате- неля С 1 3.е- нелинеиности усилительного тракта,Вв результате чего точность измеренийсвязи с тем, что как в изме ительном блоке так и вР амплитуды и фазы радиосигнала оказыУретрансляторе вается невысокой аусилитель мощности и измерительныйа дальность п освечивания небольшой,а рприемник работают на одной частоте Цхотя и пооче еУелью изобретения является повыше р дно на входы измеритель- ние точност и измерении амплитуды инных приемников проникают с усилителе" фей 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 уо в устроиство для измерения амплити радиопросвечивания, поскольку изме- туды и фазы иосигнрения возмож ьнлишь до тех по пока40и азы радиосигнала в геоэлектрор, разведке, состоящем из измерительногоуровень входного сигнала значительно блока ипревышает значение собственных наво- та и ретранслятора, причем изме иРтельныи блок содержит последовательНно соединенные задающий генератор иаиболее близким к предлагаемомпо технической су д литель частоты последовательно соущности и достигаемо- диненные усилитель мо ностиФему результату является ст ойитель мощности, .антенныйустроиство переключатель с подключенной к немдля измерения амплитуды и фазыои к немуфрадио- приемно-передающей антенной, измерисигнала в геоэлектроразведке состоя- те йУтельнь приемник и амплитудно-фазовыйщее из измерительного блока и ретранс- и эмеритель, а также вспомогательныйлятора, причем измерительный блок со- ггенератор, причем выходы усилителядержит последовательно соединенные мощности и вспомогательного генератоающии генератор и делитель часто- ра подключены со тты, последовательно соединенные уси- иоответственно к пе воми второму входам антенного переключалитель мощности, антенный переключа- теля, а вход измерительного приемнитель с подключенной к нему приемно ка -ка - к его выходу, ретранслято со епередающей антенной, измерительныйка - , р содержит последовательно соединенные заприемник и амплитудно-фазовый измери- аюдающии генератор и делитель частотытель, а также вспомогательный генера- аВа также последовательно включенные3 11006усилитель мощности, антенный переключатель с подключенной к нему приемнопередающей антенной, измерительныйприемник и блок фазовой автоподстройки, выход которого соединен с входомзадающего генератора, дополнительновведены два преобразователя частоты,входы которых подключены к выходамсоответствующих задающих генераторови делителей частоты, и по два фильт Ора суммарной и раэностной частот,входы которых соединены с выходамисоответствующих преобразователей частоты, причем в измерительном блокевыход фильтра суммарной частоты соединен с входом усилителя мощности, авыход фильтра разностной частоты - свторым 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,На.чертеже приведена структурная25 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 передающую антенну 9, а также последовательносоединенные измерительный приемник 1 О, вход которого подключен к выходу антенного переключателя .8, и амплитудно-фазовый измеритель 11, 40 второй вход которого через фильтр 12 . разностной частоты подключен к второму выходу преобразователя 5 частоты, кроме того, вспомогательный генератор 13 своим выходом подключен к второму входу антенного переключателя 8. Ретранслятор 2 сопержит последовательно соединенные задающий генератор 14. делитель 15 частоты триггерного типа, преобразователь 16 частоты, фильтр 1750 разностной частоты, усилитель 18 мощности, антенный переключатель 19 и приемно-передающую антенну 20, а также последовательно соединенные измерительный приемник 21, вход которого 55 подключен к выходу антенного переключателя 19, и блок 22 фазовой автоподстройки, второй вход которого через4 02 4фильтр 23 суммарной частоть 1 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 непосредственно и через делитель 4 частоты поступает на входы преобразователя 5 частоты, где фильтрами суммарной 6 иразностной 12 частот выделяются сигналы с рабочими частотами:Ю + - Е, (1+1 И");: ; (1-12");1где Г+ и Е- суммарная и разностнаячастоты;и - число триггеров в делителе частоты;2 - рабочая частота эадающеого 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 приемно- передающей 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 10Зондирующий 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 фильтрами1100602 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 вспомо" гательного генератора 13 измерительного блока 1 поступает на приемно-пе О редающую антенну 20 и излучается.Вновь пройдя исследуемую среду, сигнал принимается приемно-передающей антенной 9 измерительного блока 1, ,через антенный переключатель 8 попа дает 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, 25Коэффициент 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- Зо рительного блока 1 к ретранслятору 2 и обратно, могли считаться достаточно близкими и интерпретацию изменений можно было производить для "средней" частоты Ю , а также отличаться настолько, чтобы можно было легко обеспечить надежное разделение суммарной и раэнрстной частот фильтрамисуммарной 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 час- тот 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. НИИПИ Заказ 4577/3ирак 711 Подписное Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектна