Подповерхностное зондирование

Обеспечение функциональности и электромагнитной совместимости устройств подповерхностного зондирования

Типичный пример устройств подповерхностного зондирования — георадары, обладающие возможностью сканирования пространства под поверхностью земли благодаря т.н. сверхширокополосному спектру радиолокационного сигнала.

В современной георадиолокационной аппаратуре применяются различные типы сверхширокополосных антенн, в частности, дипольные антенны типа «бабочка» и дипольно-штыревые. Такие антенны обеспечивают симметричную диаграмму направленности. При реальной работе прибора рассеяние и отражение излучения из верхней полусферы (задний лепесток) может существенно исказить картину принимаемого сигнала.

Актуальным является вопрос экранировки георадара с целью подавления излучения в верхнее полупространство. Снижение интенсивности внешней помехи обусловлено однократным прохождением через покрытие, а снижение влияния переотражений — двукратным прохождением через экран. Однако, в этом случае возникает интерференция из-за переотражений от экранирующего покрытия, что мешает нормальной работе системы. Следовательно, материал экрана должен обладать минимальным коэффициентом отражения. Для решения этой задачи применяется многослойная конструкция градиентного типа на базе РПМ типа «Терновник». Эффективная проводимость слоев увеличивается по мере удаления из от передающей антенны, обеспечивая тем самым согласование волнового сопротивления и, следовательно, снижение отражения от экрана.

Наши исследования подтвердили эффективность использования многослойных радиопоглощающих-радиорассеивающих материалов для защиты георадара от внешних электромагнитных помех и для снижения влияния паразитных переотражений от объектов верхней полусферы прибора.

Комплект георадара «ОКО-М1» (вариант с центральной частотой 400 МГц) был испытан в реальных условиях, при различной электромагнитной обстановке.

Экспериментальные профили, приведенные на рис. 1, демонстрируют снижение влияния паразитных переотражений от объектов верхней полусферы.

Экранирующий-развязывающий чехол (рис. 2) показал приемлемые результаты как в городских, так и в естественных природных условиях. Использование чехла данного типа позволяет подавить основные регулярные помехи, увеличить соотношение сигнал/шум и получить гораздо более качественный полевой материал. 


 

Рис.1 Фрагмент георадиолокационного профиля, выполненного вблизи деревьев для георадара «ОКО-1М». Вверху — без чехла, внизу — с чехлом
Рис.2 Помехоизолирующий чехол для георадара на примере ОКО-М1