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1、第4O卷第1期煤田地質(zhì)與勘探Vb1．40NO．12012年2月C0ALGE0UⅪY&聊0lRA]10NFeb．2012文章編號：1001-l986(2O12)0l-0085—04LFMCW隨鉆雷達信號模擬分析王小龍(中煤科工集團西安研究院，陜西西安710077)摘要：線性調(diào)頻連續(xù)波信號是隨鉆雷達常采用的信號形式。從理論上分析了線性調(diào)頻連續(xù)波隨鉆雷達的工作原理及實現(xiàn)方法；利用快速傅立葉變換(FFT)處理技術(shù)對線性調(diào)頻連續(xù)波隨鉆雷達的回波信號進行了信息提取。仿真結(jié)果驗證了理論分析的正確性和實現(xiàn)方法的可行性。關(guān)鍵詞：線性調(diào)頻；
2、隨鉆雷達；差頻；回波信號中圖分類號：P631文獻標識碼：ADOI：10．3969~．issn．1001．1986．2012．01．020SimulationanalysisofLFMCWradar-while-drillingsignalWANGXiaolong(1．Xi'anResearchInstitute，ChinaCoalTechnology＆EngineeringGroupCorp，Xi'an710077，China)Abstract：Radar-while-drillingisplayinganimporta
3、ntroleinensuringdrillingsafety．Linearfrequencymodula—tioncontinuouswave(LFMCW)signalisusuallyusedbyradar-while-drilling．Thepaperanalyzesworkingprinei—pieandrealizationmethodofLFMCWradar-while—drillingtheoretically,andthentheinformationextractionoftargetechoesofLF
4、MCWradar-while-drillingisachievedbyusingfastFouriertransform(FFT)technique．Thesimulationresultverifiesthecorrectnessoftheoreticalanalysisandfeasibilityofimplementationmethod．Keywords：linearfrequencymodulation；mdar-while-·drilling；diferentialfrequency；echoessignal
5、地質(zhì)雷達是利用電磁波探測地下介質(zhì)分布的一常數(shù)是復(fù)數(shù)，可以表示為種地球物理勘探方法，由于其高分辨及高效率的優(yōu)=占一(1)點，在實際工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。依據(jù)工作W方式的不同，地質(zhì)雷達分為地面地質(zhì)雷達和鉆孔地其中為介電常數(shù)；為介質(zhì)電導(dǎo)率；為交變頻率；J為虛數(shù)單位。顯然導(dǎo)電介質(zhì)的介電常數(shù)與介質(zhì)質(zhì)雷達。地面地質(zhì)雷達僅適用于淺層與超淺層地質(zhì)電導(dǎo)率和電磁波頻率均有關(guān)系。隨鉆雷達工作頻率勘察；而鉆孔地質(zhì)雷達可通過鉆孔直接進入地下深的范圍通常為1MHz～1GHz，在此頻率范圍內(nèi)電磁部，對鉆孔前方的介質(zhì)界面進行有效勘察[卜。將鉆波傳播
6、實質(zhì)上很少頻散，可以認為介電常數(shù)與頻率孔地質(zhì)雷達裝在鉆機鉆桿前方時，可以實現(xiàn)對鉆機無關(guān)。傳播速度基本上由介質(zhì)的介電性質(zhì)決定，且鉆頭前方不同地質(zhì)體的實時探測，稱這種地質(zhì)雷達在地下介質(zhì)中的傳播以位移電流為主。為隨鉆雷達【4】。隨鉆雷達的信號多采用多頻連續(xù)波隨鉆雷達發(fā)射的電磁波在地下介質(zhì)的分界面處或線性調(diào)頻連續(xù)波。會產(chǎn)生反射與折射特性，這也是隨鉆雷達探測地下1隨鉆雷達電磁波在地下介質(zhì)中的傳播特點介質(zhì)分布的物理基礎(chǔ)。反射特性則取決于不同物性由于地下介質(zhì)具有比空氣強得多的電磁波衰減分界面的波阻抗差異，通常以反射系數(shù)來描述。對特性，
7、加之地下介質(zhì)情況的多樣性，隨鉆雷達電磁于平面波，反射系數(shù)波在地下介質(zhì)中的傳播特性比空氣中要復(fù)雜得多。，：二(2)隨鉆雷達電磁波在地下介質(zhì)中的傳播特性受地下介～Z2+Z1質(zhì)電學(xué)性質(zhì)的影響很大，特別是隨鉆雷達最大探測式中Z1、Z，分別為介質(zhì)1與介質(zhì)2的法向波阻抗。距離受周圍巖石介電常數(shù)的影響，同時介電常數(shù)也而波阻抗由介質(zhì)的復(fù)介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和入射角決影響隨鉆雷達電磁波的傳播速度。定，其通常為復(fù)數(shù)。對于非平面波，則此值在幾何介電常數(shù)是表征介質(zhì)在外電場作用下極化程度光學(xué)條件下仍起主導(dǎo)作用。若考慮位移電流為主，的物理量。在交變電場
8、作用下，導(dǎo)電性介質(zhì)的介電則：收稿日期：2011．O3．1O作者簡介：王小龍(1975-)，男，陜西扶風(fēng)人，博士，工程師，從事地球物理勘探與信號處理研究工作·86·煤田地質(zhì)與勘探第40卷表1不同介質(zhì)中電磁波的傳播參數(shù)l廠l：l≈(3)Table1Thepropagationparametersoftheelectrom
