甚低频大地等效电阻率分析.pdf

第20卷第5期
电子设计工程
2012年3月
Vol 20
No S
Electronic Design
Engi
Mar.2012
甚低频大地等数电阻率析
章志广,陈海涛,罗建新,刘振吉
(武汉船舶通信研究所湖北武汉430079
摘要:文中利用散射速加方法,推导了多层土壤视在电阻率的计算公式。在此基础上结合场地测试数据,利用复镜像法
和电位函数计算法对天线场区的土壤模型进行反演,荻得土壤分层结构。然后从电磁理论出发,根据所得到的土域分
层模型参数,推导出甚低频大地等效电阻率的3种等效法则,并对每一种等效法则下的等效电且率进行了推导分析。
关键词:甚低频;温纳法;分层土壤模型;磁矩等效
中图分类号:IN822
文献标识码:A
文章编号:1674-6236(2012)05-0071-04
Analysis of the earth VLF effective resistivity
ZHANG Zhi-guang, CHEN Hai-tao, LUO Jian-xin, LIU Zhenji
(Wuhan Maritime Commnication Research Instute, Wuhan 430079, Chin
Abstract: According to the theory of electromagnetic scatter and superposition, it is able to deduce the formula of multi-layers
soils apparent resistivity. Using the methods of complex image and potential distribution, the multi-layers soil structure can be
got by inverted the antenna field's soil model. Based on the measured data of site test, it is easy to obtain the structure
parameters. Then with these parameters, it is able to deduce and analyze three effective rules of the earth Vlfeffective
resistivity.
Key words: VLF; Wenner method; layered soil model; equivalent magnetic moment
海水对大多数频段的电磁波均有很强的吸收衰减作用,多层土壤视在电阻率模型,根据实测数据进行反演建立了天
只有甚低频、超低频、极低频以及蓝绿光等波段在海水中衰线发射场区的土壤结构模型。然后根据电磁场理论,从波前
减较少,有较好的传播特性叫。而世界上现行大多数的对潜通倾斜、损耗功率和磁矩3个方面分别计算甚低频大地等效电
讯系统使用的是岸基甚低频长波发信台,为使发射信号能够阻率,并进行分析对比,知波前倾斜等效法和磁矩等效法得
被的潜艇接收到,同时要确保潜艇的安全隐蔽性,必须保证到的结果基本一致,而损耗功率得到的结果稍有区别。
潜艇是在海面以下接收信号,故此需计算发射台的辐射效率
以及发射信号所能覆盖的范围,而地面电阻率是分析发射天1土壤模型确定
线辐射效率、传播损耗的重要参数。
土壤模型的确定在设计地网,计算系统效率方面有很重
现阶段国内外对等效电醒率的研究主要集中在地质勘要的作用。利用如图1所示的温纳( Wenner)法测量,4个电极
探、地震研究、变电站接地网等方面。其中研究比较多的是关眼直线等距排列,电极间距离为a,外面一对电极是电流极,
于极低频等效电阻率方面的计算。极低频电磁波传播稳定、内部一对电极是电压极,用来测量两点间的电位差。测量是
衰减小、穿透海水和大地的深度大、观测精度高、盖范围保持电流不变,改变电极间距离a,从而得到多组数据
广,可以用来研究地球深处电阻率的变化情况,进行地质勘
探、预报地屣,还可以用来进行超远距离的信息传输。这给我
地面
们研究发射天线场区的等效电阻率提供了一定的参考价值,
但是由于频率太低,带宽太窄,所能传输的信息量十分有限。
而甚低频电磁波在具有传播距离远,传播衰减少,穿透海水
深度大的前提下,提高了倍号的频率和带宽,因此分析甚低
图1温纳( Winner)等距四极法
频等效电阻率对设计以及改进甚低频发射台均有较高的研
Fig. 1 Winner method of 4-poles with the same distanc
究价值
根据文献4]所提供的计算祝在电阻率公式可以得到测
文中研究甚低频等效电阻率由散射迭加理论(建立了量的视在电阻率与间距a的大致关系,所需要儆的是如何将
收稿日期:2011-12-09
稿件编号:201112060
所得到的数据进行反演确定该测量地的土壤模型。文献?里
基金项目:船船工业国防科技预研基金资助项目(1013.4.2)
作者简介:章志广(1986一),男,湖北武汉人,硕士研究生。研究方向:舰船通信技术、电磁仿真等。