雷達成像測井系統(tǒng)中瞬態(tài)脈沖源的研究.pdf

1、瞬態(tài)脈沖雷達成像測井技術(shù)是一種新型的地球物理勘探方法，它是基于鉆孔雷達技術(shù)的深化和發(fā)展。瞬態(tài)脈沖源作為雷達成像測井技術(shù)的發(fā)射部分，關(guān)系到目標的探測分辨率和探測目標的徑向距離，主要表現(xiàn)在納秒級的脈沖寬度，頻譜含量的豐富以及上百伏的幅值。同時作為一種地下探測儀器，要求其具有重量輕、體積小、脈沖波形穩(wěn)定性高的優(yōu)點，有一定的技術(shù)難度。目前國內(nèi)大多集中在對地面雷達中的發(fā)射源的研究，用于地下的高溫高壓環(huán)境有一定的局限性，因此對于雷達成像測井中的瞬態(tài)

2、脈沖源的研究有一定的工程應用價值。
　　論文中對瞬態(tài)脈沖源的研究，第一步是理論研究，即研究高斯信號的時域與頻域特性，以及能夠產(chǎn)生高斯信號的半導體固態(tài)開關(guān)器件的特性分析，通過比較和系統(tǒng)整體性能要求，最終決定采用雪崩晶體管的Marx電路作為脈沖產(chǎn)生的基本電路，Marx電路結(jié)合反射線耦合原理或微分電路可以形成需要的一階高斯脈沖。利用雪崩晶體管的Marx電路作為基本電路，利用固態(tài)元器件組成產(chǎn)生瞬態(tài)脈沖的電路。通過仿真軟件Pspice模擬電

3、路的工作狀態(tài)，總結(jié)輸出波形的影響因素，接著根據(jù)器件的選擇、安裝尺寸的要求進行PCB的制作。最后按照制定的方案設計加工出瞬態(tài)脈沖源電路，在電路的調(diào)試過程中出現(xiàn)的器件發(fā)熱等問題，采取了一系列的措施并成功將其解決。最終制作出了脈寬、幅度符合設計目標的兩套瞬態(tài)脈沖源，并對瞬態(tài)脈沖源的時域波形和頻譜進行了分析，波形的平滑度與對稱性良好。
　　其次，對瞬態(tài)脈沖源進行了一系列的應用實驗研究：波形移位實驗目的在于分析輸出波形的偶發(fā)性移位現(xiàn)象，為系

4、統(tǒng)測井后的數(shù)據(jù)分析提供一個剔除錯誤信息的依據(jù)；高溫老化實驗，分析了其在高溫條件下的工作狀態(tài)，并對存在的問題原因進行了分析，證明了瞬態(tài)脈沖源可以在90℃的溫度下保持良好的工作狀態(tài)；本文介紹了雷達成像測井系統(tǒng)的金屬板反射實驗，證實了所研制的脈沖源能基本適用于雷達系統(tǒng)的工作要求。
　　最后，從目標的探測分辨率與探測距離的影響因素出發(fā)，根據(jù)實際應用中的需要，在瞬態(tài)脈沖源的基礎(chǔ)上，設計并制作了脈沖峰峰間寬度為3ns和1.5ns可調(diào)的雙路瞬態(tài)