Антенны

Антенны вообще являются неотъемлемой и важнейшей частью любого устройства, связанного с излучением и приемом физических полей в физической среде беспроводным способом. Георадиолокация не является исключением. Сколько-нибудь полное рассмотрение теории антенн для излучения и приема электромагнитных волн далеко выходит за рамки данного пособия, а читатель, интересующийся данным вопросом более подробно, может быть отослан к весьма обширной радиотехнической литературе. Ниже приводятся лишь краткие сведения применительно к современным георадарам.

По назначению антенны делятся на излучающие, приемные и приемно-излучающие.

В георадиолокации для излучения и приема используются две одинаковые антенны (бистатическая антенна), либо одна и та же антенна работает сначала в качестве излучающей, а потом в качестве приемной (моностатическая антенна).

По принципу действия антенны, применяемые в георадиолокации, подразделяются на дипольные, щелевые и рупорные.

Состав георадара:

Антенный блок (АБ), включает в свой состав приёмо-передающие антенны, передающие и приёмные устройства и системы обработки информации. Тип антенного блока определяет глубину зондирования и разрешающую способность георадара.

Георадар может комплектоваться несколькими антенными блоками для выполнения разных задач. Блок обработки, управления и индикации (как правило, ноутбуки различных типов с операционной системой Windows или карманные компьютеры с операционной системой WindowsCE). Применение карманного компьютера позволяет уменьшить массу, габариты и стоимость комплекта георадара. Использование в карманном компьютере экрана с отражающей технологией обеспечивает высококонтрастное изображение в условиях яркого солнечного освещения. Блоки питания (БП), используются для питания антенного блока и блока управления. Применяются герметичные батареи свинцовых и никельметаллогидридных аккумуляторов напряжением 12В. Телескопическая штанга, служит для перемещения георадара. Датчик перемещения (ДП), позволяет осуществлять точную привязку по расстоянию на местности. Измеритель пути (ИП), позволяет определять расстояние на пересеченной местности или на воде. Соединительные оптические кабели, служат для передачи информации и сигналов и позволяют повысить качество радиолокационного сигнала. Радиомодем, позволяет производить дистанционное управление прибором и осуществлять съём информации с антенных блоков в радиусе до 100 м.

Глубинность георадарных исследований.

Глубинностью исследований называется максимальная глубина отражающего объекта, отраженная волна от которого может быть выделена на радарограмме.

Основное ограничение глубинности георадарного метода – ее зависимость от свойств изучаемой среды. Желание преодолеть это ограничение известными способами наталкивается на определенные трудности. Четкое понимание основных факторов изменения динамики электромагнитных волн в поглощающей среде избавляет от необоснованных надежд на достижение на современном уровне техники георадиолокации глубинности в сотни метров в

низкоомных разрезах. Поэтому столь большое место уделено именно вопросу оценки глубинности георадиолокации. При фиксированных параметрах источника глубинность может изменяться от нескольких метров в глинах до нескольких метров в скальных породах. Динамические характеристики регистрируемых при георадарных исследованиях отраженных волн сложным образом зависят от спектра возбуждаемого сигнала, диэлектрической проницаемости и проводимости среды. При этом сами электрические свойства реальных гетерогенных и многофазных сред являются, как было показано выше, функциями частоты, и вид этих функций определяется самыми разнообразными факторами: пористостью, литологией, типом флюида, заполняющего поры, водонасыщенностью, температурой и т.д. В этих условиях строгое решение задачи об изменении интенсивности и формы электромагнитных волн в процессе их распространения принципиально невозможно. Оценку глубинности георадарных исследований можно проводить только на основе классической теории, заведомодопуская большие отклонения расчетных величин от истинных. Классическая теория показывает, что в проводящих средах существует поглощение и дисперсия фазовых и групповых скоростей распространения электромагнитных волн, что приводит к уменьшению интенсивности и изменению формы электромагнитных импульсов по мере их распространения в поглощающей среде, определяя тем самым практически достижимую глубинность георадарного метода.