[发明专利]一种深层地质介电共振探测装置及其探测方法

说明书

本发明公开了一种深层地质介电共振探测装置及其探测方法，包括有系统控制单元，所述系统控制单元分别连接有信号发射器控制单元和接收器接收控制单元，所述信号发射器控制单元连接有发射天线，所述接收器接收控制单元连接有接收天线；所述发射天线包括有天线脉冲输入室，所述天线脉冲输入室的两端分别设置有反射端和反射波导，所述反射波导的端部设置有天线孔径，所述天线脉冲输入室靠近反射端的内部设置有阳极，本发明涉及地质探测技术领域。本发明，即解决了低频探测波，垂直分辨率不高，又解决了高频探测穿透性较浅的问题，同时其介电常数参数对物质的分辨远远高于地震波参数。

技术领域

本发明涉及地质探测技术领域，特别是涉及一种深层地质介电共振探测装置及其探测方法。

背景技术

应用于自然资源勘查领域的地质介电共振深地探测仪：所应用的技术属于时域电磁(TDEM)方法，其技术核心在于：平衡低频射频电磁波的对地穿透性，和高频电磁波对地下结构的分辨率。

现有的与此相似的深地探测技术主要有：感应极化(IP)法，电阻率电法，超声波探测法，合成孔径雷达(SAR)和探地雷达(GPR)，地震测量法等方法它们的缺点分别是：

1.1:使用感应极化(IP)法，电阻率电法，超声波探测法等长波探测方法，为了保证探地信号的穿透性，它们使用非常低的探测频率，尽管能穿透比较深的地层，但由于垂直分辨率非常低，并且不涉及传播波，而是依靠测量由(相对)缓慢变化的电场或磁场引起的电流和极化变化间接解译回波信号，因此无法避免的信息的多解性，使得其有效性低。

1.2:使用合成孔径雷达(SAR)和探地雷达(GPR)等短波探测方法，它们使用非常高的频频率进行探测，尽管它们的获得的回波信号垂直分辨率非常高，浅层识别很准确，但高频信号在穿过地层时损耗较大，探深较浅，因此探测较深的地层时受到很大制约。

1.3:在勘探油，气，水方面普遍使用的地震测量法时目前为止探测深度最深的方法，(5000-6000m)左右，与其它方法混合使用(比如核磁探井)，是油气水等勘探中最高标准方法，但地震测量法主要采用机械弹性波测量，主要是对地下物质结构密度的识别，但充油层和充水层的地震性质没有显著差异，因此，其精确性还有待于提高。

综上所述现有技术存在问题主要三个方面：1)低频探测方法随有较深的探测深度，但垂直分辨率极低无法解决结论的多解性问题；2)高频探测方法随有较高的垂直分辨率，但其穿透地层时的高损耗，使其探测深度非常浅。3)地震测量法在油气水勘探领域时一种成俗有效方法，但其受多种因素限制，主要应用烃类碳氢化合物的勘查领域，在固体矿探测领域鲜有涉及。

发明内容

为了解决低频探测方法、高频探测方法和地震测量法探测精度不高的问题，本发明的目的是提供一种深层地质介电共振探测装置及其探测方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种深层地质介电共振探测装置，包括有系统控制单元，所述系统控制单元分别连接有信号发射器控制单元和接收器接收控制单元，所述信号发射器控制单元连接有发射天线，所述接收器接收控制单元连接有接收天线；

所述发射天线包括有天线脉冲输入室，所述天线脉冲输入室的两端分别设置有反射端和反射波导，所述反射波导的端部设置有天线孔径，所述天线脉冲输入室靠近反射端的内部设置有阳极。

优选的，所述发射天线信号产生步骤为：

步骤一：天线脉冲输入室最初阳极发射的光子在随机运动中传播；

步骤二：天线脉冲输入室极化光子反过来聚焦和放大腔室内的能量，形成驻波；

步骤三：天线脉冲输入室内产生的驻波进一步增强了信号的放大作用；

步骤四：天线孔径极化渐进驻波退出天线脉冲输入室，形成介电共振波束。