关于地面透雷达盲区影响的数值模拟研究
Wentian Wang1,2, Wei Du3, Siyuan Cheng4
1Institute of Disaster Prevention, Sanhe 065201, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|February 26, 2025
概括
由于平面波假设,定向钻井雷达面临近场盲区. 数字模拟显示最佳频率和泥类型,以最大限度地减少近视角识别错误,以改善地质物理检测.
科学领域:
- 地质物理学 地质物理学
- 电磁学 电磁学 电磁学 电磁学
- 钻井地质物理学 钻井地质物理学
背景情况:
- 定向钻井雷达是一种地球物理方法,使用地面透雷达 (GPR) 进行非破坏性检测.
- 当前的近向识别算法假定远场平面波,限制近场场景的准确性.
- 这种限制造成了盲区,阻碍了精确的目标定位在近距离钻孔.
研究的目的:
- 以数值模拟近场盲区对定向钻井雷达系统的影响.
- 确定这些盲区的模式,并制定最小化它们的策略.
- 优化天线参数和环境条件,以提高定向钻井雷达性能.
主要方法:
- 有限差异时间域 (FDTD) 算法用于数值模拟.
- 分析近场区域中的电磁波行为.
- 通过数值模拟和计算进行验证.
主要成果:
- 在1GHz天线中心频率下,在距离目标 (近场区域) 2米以内发生显著的近向识别错误.
- 为了最大限度地减少错误,天线中心的最佳频率范围在600MHz和1100MHz之间.
- 在这个应用中,油性泥与水性泥相比,表现优越.
结论:
- 在近距离场条件下,平面波假设会使标准的光径识别算法无效,从而创建检测盲区.
- 优化天线中心频率和利用以石油为基础的泥可以显著减轻近场误差.
- 了解和解决这些近场效应对于提高定向钻井雷达调查的准确性和有效性至关重要.


