中南大学汤井田老师电磁法勘探——1-3 电磁法数学物理基础.ppt

* Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.5 几种典型的电流波形及谱 伪随 机波 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.5 几种典型的电流波形及谱 伪随 机波 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.5 几种典型的电流波形及谱 伪随 机波 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.5 几种典型的电流波形及谱 伪随 机波 信号 特点 2n系列伪随机信号频域分析： 对伪随机信号，随着n的增大，信号的带宽呈指数增长，频谱在2k(k=0，1，2，…，n-2，n-1)次谐波上有大致相等的极大值。利用帕斯瓦尔定理分析2n系列伪随机信号基波和谐波的功率分配。分析结果表明，对于伪随机n频信号，其2k(k=0，1，2，…，n-2，n-1)次谐波的总平均功率占了信号总平均功率的大部分。使用伪随机n频信号，可以控制信号的带宽，只要选择适当的n值，就能够得到我们所要带宽的信号。这对于频率域电法勘探有重要意义。 Copyrights? Jingtian Tang,CSU 电磁法勘探及应用/ Copyrights? Jingtian Tang,CSU Copyrights? Jingtian Tang,CSU 电磁法勘探及应用 ——电磁法的数学物理基础（Ⅲ） 中南大学地球科学与信息物理学院 2012年4月 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 本章内容简介 1.2 岩（矿）石的电磁性质 1.1 电磁场的基本方程与电磁勘探 1.4 几种典型的电磁场源 1.3 地球物理模型 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 本章内容简介 1.2 岩（矿）石的电磁性质 1.1 电磁场的基本方程与电磁勘探 1.4 几种典型的电磁场源 1.3 地球物理模型 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.1 天然电磁场 电磁场是宇宙中存在的最普遍的物质之一。 电磁场 人工电磁场 天然电磁场 天然场源电磁法 MT/AMT/HMT 人工源电磁法 CSAMT/TEM 甚低频法（VLF）是人工电磁场，但是被动源电磁法 被动源 主动源 被动源 主动源 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.1 天然电磁场 不言而喻,地表以上一切可发生电磁波的事物均可以是天然电磁场的源。 比如电离层的扰动、 雷电、 无线电通讯以及其他工业器件引起的发射等等。 对于勘探来说,需要的是能深入地下, 并且反射而回可予测量的电磁波。 其频率,应大致在100KHz 以下。频率再高,对一般岩层,是难于穿入较深的。 在地表以上的空间,存在着各式各样的电磁波。对这一切电磁波的综合整体,我们将其命名为天然电磁场。 借助于对这种场的观测,以确定地下不同岩层的电导率及其厚度,形成一种全新的勘探方法,我们将其命名为天然电磁场测深。 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.1 天然电磁场 天然 电磁场 电离层的扰动所产生的次生电磁波 自然过程、工业器件等产生的电磁波 雷电或其他气象活动 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.1 天然电磁场 如上所述,天然场的源由地表的自然过程、 工业器件以及电离层的扰动的发射构成。这一切源的发射在时间和空间上都是不稳定的,都是随机的。 既然天然场的源在空间分布和发射时间上都是随机的, 则天然电磁场包含的各电磁波无论其频率、 振幅、 相位、 偏振及传播方向就都是随机的。 太阳及其他星体射向电离层的辐射轰击电离层引起的扰动所产生的次生电磁波,是天然电磁场最主要的来源。这种电离层的扰动源源不绝,其次生的电磁波也就绵延不断,包罗一切可能的形态。它们将包括一切的频率而形成连续谱。 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.1 天然电磁场 天然 电磁场 宽频带 低强度 易受干扰 非平稳信号 非线性信号 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.2 电偶极子与接地长导线 天然 电磁场 缺点 信号微弱 易受干扰 极化方向不确定 人工源 电磁场 克服 电偶极子 磁偶极子 激发源 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.4.2 电偶极子与接地长导线 一短接地导线，若其长度远小于与观测点的距离，可视为电偶极源。然而，在大多数勘查地球物理应用情况下，观测点常常比较靠近发射源导线，这时我们需把发射源看作多个偶极的叠加。 * Copyrights?