基於正交激勵源的極低頻電磁波傳播特性研究

《基於正交激勵源的極低頻電磁波傳播特性研究》是依託中南大學，由李帝銓擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於正交激勵源的極低頻電磁波傳播特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李帝銓
• 依託單位：中南大學

項目摘要

本項目擬開展基於正交水平激勵電纜源的極低頻電磁波傳播特性研究。首先推導給出基於正交激勵源的極低頻電磁波水平分層各向同性介質的場強表達式；其次推導得到基於正交激勵源的極低頻電磁波水平分層空間域的並矢Green函式；然後採用高採樣密度的Hankel濾波和基於高階窗函式結合連分式展開法實現Sommerfeld積分；實現正交激勵極低頻電磁波一維正演和基於積分方程法三維正演。以此為基礎，給出水平分層，正交激勵時2個場源不同相位差、不同功率構成的組合電流激勵信號條件下的場強分布，從衰減率的角度提出更為合理的近區、遠區、波導區的劃分方法；分析典型三維地電模型的靜態效應、陰影效應等，分析電離層和位移電流對正交激勵極低頻電磁場的影響，闡述正交激勵極低頻電磁波的傳播特性。項目作為極低頻探地工程的基礎研究，對該方法的推廣實施，提升整體學術水平，具有重要的理論及實際意義。

結題摘要

大功率人工源極低頻電磁技術是利用強大的人工固定源發射信號，探測地下電性細結構的新方法，是地球物理學和無線電物理學相結合的產物。其特點是信號強度大，抗干擾能力強，信號一致性好，測量誤差小，覆蓋範圍廣，是大地電磁測深法（MT）和可控源音頻大地電磁法（CSAMT）的改進。將為我國地下資源和海洋資源探測、地震預報、氣象預報、空間物理研究、地球圈層結構以及各圈層之間的相互作用和耦合關係等前沿科學技術研究提供一種全新的技術手段，是我國地下資源探測和地震預測方法的重大技術創新。 本項目開展基於正交水平激勵電纜源的極低頻電磁波傳播特性研究。首先推導得到水平電偶源（HED）水平分層各向同性介質地表的場強計算公式，通過坐標轉換和矢量合成給出基於正交激勵源的極低頻電磁波水平分層各向同性地表的場強計算公式。基於上一步得到HED的地表場強計算公式和各層間的邊界條件推導出HED水平分層空間域的Green函式，通過坐標轉換和矢量合成給出基於正交激勵源的空間域的Green函式。 然後採用高採樣密度的Hankel濾波和外插求積法展開法實現Sommerfeld積分；實現正交激勵極低頻電磁波一維正演和基於積分方程法三維正演。以此為基礎，給出水平分層，正交激勵時2個場源不同相位差、不同功率構成的組合電流激勵信號條件下的場強分布。 本研究從衰減率的角度提出了更為合理的近區、遠區、波導區的劃分方法。分析電離層和位移電流對正交激勵極低頻電磁場的影響。闡述正交激勵極低頻電磁波的傳播特性。 本項目經過三年的研究工作，完成了設計任務要求。已發表學術論文12篇，專著1本，其中SCI檢索1篇，EI檢索3篇。申請發明專利1項。參加國際學術會議4人次，參加國內學術會議4人次。培養研究生10人，獲得碩士學位5人；培養本科生2人，獲得碩士學位2人。