井中雷達成像理論及技術

井中雷達成像理論及技術

《井中雷達成像理論及技術》是2021年科學出版社出版的圖書,作者是趙青、劉述章。

基本介紹

  • 中文名:井中雷達成像理論及技術
  • 作者:趙青,劉述章
  • 出版社:科學出版社
  • 出版時間:2021年6月1日
  • 頁數:265 頁
  • 開本:16 開
  • 裝幀:平裝
  • ISBN:9787030687722
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

井中雷達成像理論及技術是探測地面以下介質的物理特性和分布規律的一種先進理論和技術,以其更大深度、近距離目標探測、噪聲干擾小等一系列優點,而被地質和石化行業所廣泛採用。《井中雷達成像理論及技術》從理論與工程套用相結合的角度,系統地介紹了井中雷達的主要內容,包括井中雷達的基本原理、瞬態脈衝在井周地質中的傳播特性、適用於井中的天線系統、發射與接收系統、數據採集與處理系統;並介紹了井中雷達的套用實例。《井中雷達成像理論及技術》共8章,分別從不同的角度闡釋了井中雷達的有關內容,為井中雷達技術的科學發展和深入套用打下了一個良好的基礎。通過對《井中雷達成像理論及技術》的學習,讀者能夠基本了解和系統地掌握井中雷達成像的相關理論和技術。

圖書目錄

第1章井中雷達的基本原理和方法1
1.1井中雷達的基本原理和概念1
1.1.1井中雷達的基礎理論1
1.1.2井中雷達系統結構和基本概念9
1.2井中雷達的測井方法14
1.2.1單孔井中反射測量14
1.2.2跨孔井中透射測量18
1.2.3井中地面透射測量18
1.3井中雷達的套用及現狀19
習題22
參考文獻22
第2章瞬態脈衝在井周複雜環境介質中的傳播特性25
2.1基本的電磁關係25
2.2復介電常量和復電導率26
2.3損耗介質中平面波的傳輸特性29
2.4岩層分界面和裂縫的反射係數31
2.5瞬態脈衝在井周複雜環境介質中傳輸特性的研究方法38
2.5.1存在的問題和解決方法38
2.5.2FDTD法的基本原理39
2.5.3FDTD法的穩定性43
2.5.4FDTD法的數值色散特性43
2.5.5FDTD法的吸收邊界條件44
2.5.6初值條件和激勵函式72
2.6瞬態脈衝雷達成像測井樣機系統Ⅰ的成像實驗仿真73
習題77
參考文獻77
第3章井中雷達天線79
3.1天線基本原理79
3.1.1天線的場區80
3.1.2輻射波瓣圖80
3.1.3波束範圍82
3.1.4定向性D和增益G83
3.1.5有效口徑84
3.1.6有效長度86
3.1.7天線阻抗87
3.1.8線極化、橢圓極化和圓極化89
3.2時域天線90
3.2.1波形不畸變條件與波形保真係數91
3.2.2群延時92
3.2.3能量方向係數及時域增益93
3.2.4時域天線設計94
3.2.5常見時域天線95
3.3典型井中雷達天線101
3.3.1典型全向發射井中雷達天線102
3.3.2井中雷達定向接收天線105
3.4井中雷達定向陣列天線112
習題114
參考文獻115
第4章井中雷達的瞬態脈衝源117
4.1瞬態脈衝信號的基本特性118
4.1.1瞬態脈衝信號分析118
4.1.2瞬態脈衝常用技術參數122
4.2常用瞬態脈衝信號的產生123
4.2.1高速電子開關器件124
4.2.2數字邏輯器件133
4.3井中雷達脈衝源的設計與仿真134
4.3.1雪崩電晶體脈衝產生基本電路134
4.3.2雪崩電晶體常用組合塊方式137
4.3.3雪崩電晶體雙極性信號的產生140
4.3.4雪崩電晶體Marx電路的理論計算142
4.3.5雪崩電晶體脈衝電路的仿真143
習題155
參考文獻155
第5章井中雷達接收機原理與設計156
5.1接收機基本理論156
5.1.1雷達接收機簡介156
5.1.2雷達接收機的作用156
5.1.3接收機的體系157
5.1.4雷達接收機的主要技術參數161
5.2井中雷達接收機系統166
5.2.1信號波形及其頻譜166
5.2.2接收機的指標要求167
5.2.3井中雷達接收機系統設計168
5.2.4井中雷達接收機系統指標分配169
5.2.5單元電路設計169
5.2.6腔體設計178
習題179
參考文獻179
第6章井中雷達數據採集181
6.1井中雷達數據採集概述181
6.2採樣基本原理181
6.2.1採樣過程181
6.2.2採樣定理183
6.3井中雷達採樣方式的選擇184
6.3.1井中雷達輻射信號簡析184
6.3.2實時採樣185
6.3.3等效採樣186
6.4數據採集板總體設計方案188
6.4.1數據採集板設計的基本原則188
6.4.2瞬態脈衝井中雷達數據採集系統總體設計框圖188
6.4.3瞬態脈衝井中雷達採集系統FPGA邏輯方案設計190
6.5ADC191
6.5.1ADC的分類191
6.5.2ADC的主要性能指標191
6.5.3ADC的選型193
6.5.4ADC動態參數的測試方法194
6.6數據採集控制器FPGA196
6.6.1FPGA的選型198
6.6.2FPGA的開發199
6.7隨機等效數據採集設計與實現201
6.7.1數據採集系統FPGA邏輯設計與實現201
6.7.2數據接收與快取204
6.7.3時間間隔測量電路205
6.7.4預觸發功能的設計與實現210
6.7.5回波信號觸發電路的設計與實現212
6.8電源與監測電路的設計與實現214
6.8.1電源模組設計與實現214
6.8.2電源監測電路的設計與實現216
6.9數據傳輸217
6.9.1測井數據傳輸的發展歷程217
6.9.2測井數據傳輸的常見介質218
6.9.3測井數據傳輸的電纜信道編碼219
6.9.4基於OFDM技術的7芯鎧裝電纜數據傳輸221
習題225
參考文獻226
第7章井中雷達信號處理228
7.1井中雷達信號處理概述228
7.2井中雷達數據格式228
7.3一般A掃描處理229
7.3.1直流偏移的去除230
7.3.2噪聲抑制230
7.3.3時變增益231
7.3.4去除背景(屬於雜波抑制)231
7.3.5濾波232
7.3.6小波最佳化或解卷積232
7.4實際測量數據的處理結果232
7.5經驗模態分解在井中雷達的套用234
7.5.1EMD方法的基本原理235
7.5.2覆信號分析理論236
7.5.3基於EMD的井中雷達數據處理實例237
7.5.4單道雷達信號的EMD分解238
7.5.5雷達剖面的EMD分解238
7.5.6模態重構後的“三瞬”剖面圖240
7.6井中雷達二維圖像重建242
7.6.1井中雷達二維圖像重建概述242
7.6.2合成孔徑成像處理算法242
7.6.3基於衍射和的SAR算法243
7.6.4基於基爾霍夫偏移的SAR算法243
7.6.5基於微波全息成像的SAR算法244
7.6.6基於Gazdag相移的SAR算法244
7.6.7基於Stolt偏移的SAR算法246
7.6.8成像仿真及實驗數據處理248
習題253
參考文獻253
第8章井中雷達的套用255
8.1深部金礦探測255
8.2冰川學研究257
8.3確定煤層採空區258
8.4水文地質特徵260
8.5地下裂縫分布的探測262
8.6存儲倉庫選址套用265
參考文獻265

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