书籍详情
井下电磁探测的阵列设计及应用
作者：刘长赞 著
出版社：中国石化出版社有限公司
出版时间：2025-05-01
ISBN：9787511479259
定价：¥52.00
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内容简介
近年来，井下探测作为地球物理勘探的重要手段之一，能够更接近地下被探测对象，且不受地面介质干扰，受到了研究学者和工程人员的广泛关注。基于瞬变电磁法的井下探测系统以地下介质的电阻率为探测目标，对于电特性差异较大的地层裂缝、套管等具有高准确性。本书介绍了瞬变电磁阵列优化设计方法以及相关的井下探测方法。这些方法将阵列信号处理技术引入瞬变电磁井下探测，通过优化设计瞬变电磁井下阵列，在接收端利用阵列加权信号处理提升信噪比，在发射端利用阵列合成磁场聚焦被测区域，能够有效提高井下瞬变电磁系统的探测性能。
作者简介
刘长赞，西安石油大学电子工程学院讲师。2022年12月毕业于西北工业大学信息与通信工程专业，获得博士学位。长期从事于瞬变电磁、阵列信号处理、井下探测等相关领域研究，参与国家自然科学基金项目1项，出版专著1部，发表SCIEI论文10余篇，申请专利10项。
目录
第1章绪论（1）
1.1井下电磁探测技术简介（1）
1.1.1井下探测技术（1）
1.1.2井下电磁探测技术（2）
1.1.3瞬变电磁探测技术（3）
1.2面临的挑战与机遇（4）
1.2.1面临的困难与挑战（4）
1.2.2研究现状与新的发展机遇（5）
1.2.3阵列技术在雷达等领域的发展现状（7）
1.3井下电磁阵列探测技术（10）
1.3.1井下电磁探测应用阵列技术的难点（10）
1.3.2井下电磁阵列探测技术的快速发展（11）
第2章井下电磁阵列探测技术基础理论（14）
2.1信号模型的建立与分析（14）
2.1.1井下电磁信号的特点（14）
2.1.2瞬变电磁井下探测信号模型（16）
2.1.3基于数学模型的信号特性解析（19）
2.2接收阵列信号处理方法（23）
2.2.1阵列信号解耦模型（23）
2.2.2拟合加权的基本原理与数学推导（24）
2.2.3不同场景下拟合加权方法的适用性验证（28）
2.3应用案例分析（30）
2.3.1救援井应用案例分析（30）
2.3.2救援井相对姿态识别方法（35）
2.3.3在实际应用中的效果与启示（40）
第3章井下电磁发射阵列聚焦探测技术（43）
3.1电磁发射阵列的结构与原理（43）
3.1.1发射阵列的结构特点解析（43）
3.1.2发射阵列信号模型构建及深度分析（44）
3.2电磁发射阵列的加权方法与成效（48）
3.2.1信噪比最大的加权方法（48）
3.2.2加权方法性能的综合剖析（49）
3.2.3实验案例实证及效果研讨（51）
3.3电磁发射阵列合成磁场聚焦机制及应用（53）
3.3.1发射阵列井下磁场分布规律（53）
3.3.2合成磁场聚焦的实现方法（58）
3.3.3应用案例与性能优劣分析（66）
第4章电磁发射阵列优化设计方法（73）
4.1电磁发射阵列设计概述（73）
4.1.1阵列设计的必要性与难点分析（73）
4.1.2常用的阵列设计方法（75）
4.2基于子阵划分的阵列优化设计方法（76）
4.2.1发射阵列子阵划分信号模型（76）
4.2.2信噪比最大阵列优化设计与验证（78）
4.2.3磁场聚焦阵列优化设计与验证（82）
4.3极小化发射阵列优化设计方案（87）
4.3.1极小化发射阵列结构（87）
4.3.2极小化发射阵列信号模型（89）
4.3.3极小化发射阵列优化设计方法（91）
4.3.4极小化发射阵列仿真与实验分析（94）
第5章MIMO电磁阵列探测方法与设计（100）
5.1MIMO阵列概述（100）
5.1.1MIMO技术研究现状（100）
5.1.2电磁MIMO阵列井下探测优势（101）
5.2空时通道分离方法（103）
5.2.1瞬变电磁阵列收发通道分析（103）
5.2.2MIMO瞬变电磁阵列信号模型（106）
5.2.3空时通道分离方法（108）
5.3MIMO电磁发射阵列优化设计（111）
5.3.1MIMO瞬变电磁阵列收发距离分析（111）
5.3.2MIMO瞬变电磁阵列优化设计（112）
5.4MIMO电磁阵列仿真与实验分析（115）
5.4.1实验环境与方案（115）
5.4.2通道分离结果分析（117）
5.4.3多通道加权信噪比分析（118）
5.4.4数值近似误差分析（121）
第6章井下瞬变电磁阵列技术的发展新趋势（123）
6.1定向探测技术（123）
6.1.1井下定向探测的背景与意义（123）
6.1.2井下电磁探测定向磁场分布解析（125）
6.2未来改进与发展方向探讨（132）
6.2.1技术融合趋势（132）
6.2.2新型材料与器件的影响（134）
6.2.3向高精度和智能化方向发展（136）
参考文献（138）
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