搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

层状介质上时空展源瞬变电磁响应的计算方法研究

齐有政 黄玲 张建国 方广有

引用本文:
Citation:

层状介质上时空展源瞬变电磁响应的计算方法研究

齐有政, 黄玲, 张建国, 方广有

Study on the electromagnetic fields of an extended source over layered models

Qi You-Zheng, Huang Ling, Zhang Jian-Guo, Fang Guang-You
PDF
导出引用
  • 在瞬变电磁法的实际应用中,由于发射回线和发射波形的不规则性而导致其发射源成为时空展源. 展源效应的忽略会造成正反演和数据解释的差错,因此开展展源效应的研究对于瞬变电磁法的实际应用具有重要的意义. 对于空间展源,本文以磁偶极子的响应为基响应,应用有源空间的互易定理和第二类曲线积分,提出了一种可基于发射回线数值坐标求取任意形状发射回线响应的计算方法. 同时对于时间展源,以阶跃波形的响应为基响应,对阶跃响应的特性进行了分析,提出了一种对发射信号进行非均匀采样的高效时间域计算方法,解决了对数采样的基响应与高密度采样的发射波形之间进行常规卷积时所面临的时间与精度之间的矛盾. 通过对层状大地上展源响应的模拟仿真和对比验证显示了本文所提出方法的正确性. 最后本文考察了几种常见时空展源在常规近似前后响应的差别,并给出了相关结论.
    In practical applications of transient electromagnetic methods, irregularity of the transmitting loop or current waveform makes the source an extended one. Since neglect of the effect of the extended source will cause some errors in both forward modeling and data interpretation, it makes great sense to calculate the responses that take this effect into account. For a spatially extended source over layered medium, step response is firstly calculated and taken as the basic response, then principle of reciprocity and the integral of the second kind are used to propose a new method that can compute the response based on the coordinates of the loop. For an extended source in time, an improved step-function summation method is proposed to deal with the contradiction between the precision of result and consuming of time. Comparisons with the published work have proved the validity and accuracy of our methods. The effect of the traditional approximations of the extended source is also investigated and some analysis for the numerical results is presented for advanced usage.
    • 基金项目: 国家深部探测技术与实验研究科技专项(批准号:SinoProbe-09-02)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Chinese Government SinoProbe Plan (Grant No. SinoProbe-09-02).
    [1]

    Zhdanov M S 2010 Geophysics 75 75A49

    [2]

    Huang L, Zeng Z F, Wang M N, Wang Z J 2007 Applied Geophysics 4 301

    [3]

    Zhou J M, Wang H N, Yao J J, Yang S W, Ma Y Z 2012 Acta Phys. Sin. 61 089101 (in Chinese) [周建美, 汪宏年, 姚敬金, 杨守文, 马寅芝 2012 61 089101]

    [4]

    Zhang Y, Zhang X J, Fang G Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 184203 (in Chinese) [张宇, 张晓娟, 方广有 2012 61 184203]

    [5]

    Zhang Y, Zhang X J, Fang G Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 044204 (in Chinese) [张宇, 张晓娟, 方广有 2013 62 044204]

    [6]

    Ren X C, Guo L X 2008 Chin. Phys. Lett. 25 101

    [7]

    Wang A Q, Guo L X, Chai C 2011 Chin. Phys. B 20 050202

    [8]

    Ji W J, Tong C M 2013 Chin. Phys. B 22 020301

    [9]

    Singh N P, Mogi T 2003 Earth Planets and Space 55 301

    [10]

    Singh N P, Mogi T 2005 Pure and Appl. Geophy. 162 181

    [11]

    Singh N P, Utsugi M, Kagiyama T 2009 Pure Appl. Geophy. 166 2037

    [12]

    Cheng G B, B J, Wang J B, Chen X Y, Sun G C, Lu J 2011 Acta Phys. Sin. 60 094102 (in Chinese) [陈桂波, 毕娟, 汪剑波, 陈新邑, 孙贯成, 卢俊 2011 60 094102]

    [13]

    Jang H, Jang H, Lee K H, Kim H J 2013 J. Geophy. Eng. 10 025011

    [14]

    Christiansen A V, Auken E, Viezzoli A 2011 Geophysics 76 43

    [15]

    Ji Y J, Lin J, Yu S B, Wang Z, Wang J 2006 Chinese J. Geophys. 49 1884 (in Chinese) [嵇艳鞠, 林君, 于生宝, 王忠, 王静 2006 地球 49 1884]

    [16]

    Niu Z L 2007 Transient Electromagnetic Methods (Changsha: Central South University Press) p31 (in Chinese) [牛之琏 2007 时间域电磁法原理(长沙: 中南大学出版社) 第31页]

    [17]

    Xue G Q, Yan S, Zhou N N 2011 Chinese J. Geophys. 54 2389 (in Chinese) [薛国强, 闫述, 周楠楠 2011 地球 54 2389]

    [18]

    Zhdanov M S 2009 Geophysical Electromagnetic Theory and Methods (Amsterdam: Elsevier) p200

    [19]

    Chen S D, Lin J, Zhang S 2012 Chinese J. Geophys. 55 709 (in Chinese) [陈曙东, 林君, 张爽 2012 地球 55 709]

    [20]

    Qi Y Z, Huang L, Wu X, Zhu W H, Fang G Y 2011 Proceedings of the IEEE 4th International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation, and EMC Technologies for Wireless Communications (MAPE) Beijing, China. November 1–3, 2011 p179

    [21]

    Kong F N 2007 Geophysical Prospecting 55 83

    [22]

    Yang R G 2008 Advanced Electromagnetic Theory (Beijing: Higher Education Press) p162 (in Chinese) [杨儒贵 2008 高等电磁理论(北京: 高等教育出版社) 第162页]

  • [1]

    Zhdanov M S 2010 Geophysics 75 75A49

    [2]

    Huang L, Zeng Z F, Wang M N, Wang Z J 2007 Applied Geophysics 4 301

    [3]

    Zhou J M, Wang H N, Yao J J, Yang S W, Ma Y Z 2012 Acta Phys. Sin. 61 089101 (in Chinese) [周建美, 汪宏年, 姚敬金, 杨守文, 马寅芝 2012 61 089101]

    [4]

    Zhang Y, Zhang X J, Fang G Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 184203 (in Chinese) [张宇, 张晓娟, 方广有 2012 61 184203]

    [5]

    Zhang Y, Zhang X J, Fang G Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 044204 (in Chinese) [张宇, 张晓娟, 方广有 2013 62 044204]

    [6]

    Ren X C, Guo L X 2008 Chin. Phys. Lett. 25 101

    [7]

    Wang A Q, Guo L X, Chai C 2011 Chin. Phys. B 20 050202

    [8]

    Ji W J, Tong C M 2013 Chin. Phys. B 22 020301

    [9]

    Singh N P, Mogi T 2003 Earth Planets and Space 55 301

    [10]

    Singh N P, Mogi T 2005 Pure and Appl. Geophy. 162 181

    [11]

    Singh N P, Utsugi M, Kagiyama T 2009 Pure Appl. Geophy. 166 2037

    [12]

    Cheng G B, B J, Wang J B, Chen X Y, Sun G C, Lu J 2011 Acta Phys. Sin. 60 094102 (in Chinese) [陈桂波, 毕娟, 汪剑波, 陈新邑, 孙贯成, 卢俊 2011 60 094102]

    [13]

    Jang H, Jang H, Lee K H, Kim H J 2013 J. Geophy. Eng. 10 025011

    [14]

    Christiansen A V, Auken E, Viezzoli A 2011 Geophysics 76 43

    [15]

    Ji Y J, Lin J, Yu S B, Wang Z, Wang J 2006 Chinese J. Geophys. 49 1884 (in Chinese) [嵇艳鞠, 林君, 于生宝, 王忠, 王静 2006 地球 49 1884]

    [16]

    Niu Z L 2007 Transient Electromagnetic Methods (Changsha: Central South University Press) p31 (in Chinese) [牛之琏 2007 时间域电磁法原理(长沙: 中南大学出版社) 第31页]

    [17]

    Xue G Q, Yan S, Zhou N N 2011 Chinese J. Geophys. 54 2389 (in Chinese) [薛国强, 闫述, 周楠楠 2011 地球 54 2389]

    [18]

    Zhdanov M S 2009 Geophysical Electromagnetic Theory and Methods (Amsterdam: Elsevier) p200

    [19]

    Chen S D, Lin J, Zhang S 2012 Chinese J. Geophys. 55 709 (in Chinese) [陈曙东, 林君, 张爽 2012 地球 55 709]

    [20]

    Qi Y Z, Huang L, Wu X, Zhu W H, Fang G Y 2011 Proceedings of the IEEE 4th International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation, and EMC Technologies for Wireless Communications (MAPE) Beijing, China. November 1–3, 2011 p179

    [21]

    Kong F N 2007 Geophysical Prospecting 55 83

    [22]

    Yang R G 2008 Advanced Electromagnetic Theory (Beijing: Higher Education Press) p162 (in Chinese) [杨儒贵 2008 高等电磁理论(北京: 高等教育出版社) 第162页]

  • [1] 苏宇航, 张炼, 陶灿, 王宁, 马平准, 钟莹, 刘海涛. 金属镜面上纳米光学天线阵列自发辐射增强与定向辐射.  , 2023, 72(7): 078101. doi: 10.7498/aps.72.20222007
    [2] 白靖, 葛城显, 何浪, 刘轩, 吴振森. 椭圆波束对非均匀手征分层粒子的俘获特性研究.  , 2022, 71(10): 104208. doi: 10.7498/aps.71.20212284
    [3] 刘国强, 刘婧. 利用电磁场动量互易定理导出惠更斯原理.  , 2022, 71(14): 140301. doi: 10.7498/aps.71.20212334
    [4] 王飞, 魏兵. 电磁偏置各向异性石墨烯界面的传播矩阵.  , 2021, 70(1): 014102. doi: 10.7498/aps.70.20201089
    [5] 王飞, 魏兵. 分层有耗手征介质中斜入射电磁波的传播矩阵.  , 2017, 66(6): 064101. doi: 10.7498/aps.66.064101
    [6] 蔡冬梅, 遆培培, 贾鹏, 王东, 刘建霞. 非均匀采样的功率谱反演大气湍流相位屏的快速模拟.  , 2015, 64(22): 224217. doi: 10.7498/aps.64.224217
    [7] 王小飞, 曲建岭, 高峰, 周玉平, 张翔宇. 基于噪声辅助非均匀采样复数据经验模态分解的混沌信号降噪.  , 2014, 63(17): 170203. doi: 10.7498/aps.63.170203
    [8] 赵晨, 蒋式勤, 石明伟, 朱俊杰. 非均匀电磁介质中的等效源重构.  , 2014, 63(7): 078702. doi: 10.7498/aps.63.078702
    [9] 李雪萍, 纪奕才, 卢伟, 方广有. 车载探地雷达信号在分层介质中的散射特性.  , 2014, 63(4): 044201. doi: 10.7498/aps.63.044201
    [10] 张宇, 张晓娟, 方广有. 大尺度分层介质电特性参数的反演方法研究.  , 2013, 62(4): 044204. doi: 10.7498/aps.62.044204
    [11] 董丽芳, 白占国, 贺亚峰. 非均匀可激发介质中的稀密螺旋波.  , 2012, 61(12): 120509. doi: 10.7498/aps.61.120509
    [12] 张宇, 张晓娟, 方广有. 大尺度分层介质粗糙面电磁散射的特性研究.  , 2012, 61(18): 184203. doi: 10.7498/aps.61.184203
    [13] 葛德彪, 魏兵. 互易定理计算分层半空间上方任意取向偶极子的远区场.  , 2012, 61(5): 050301. doi: 10.7498/aps.61.050301
    [14] 牟宗信, 牟晓东, 王春, 贾莉, 董闯. 直流电源耦合高功率脉冲非平衡磁控溅射电离特性.  , 2011, 60(1): 015204. doi: 10.7498/aps.60.015204
    [15] 戴瑜, 韦海明, 唐国宁. 非均匀激发介质中螺旋波的演化.  , 2010, 59(9): 5979-5984. doi: 10.7498/aps.59.5979
    [16] 任新成, 郭立新. 具有二维fBm特征的分层介质粗糙面电磁散射的特性研究.  , 2009, 58(3): 1627-1634. doi: 10.7498/aps.58.1627
    [17] 张国勇, 马 军, 甘正宁, 陈 勇. 非均匀可激介质中的螺旋波.  , 2008, 57(11): 6815-6823. doi: 10.7498/aps.57.6815
    [18] 郑奎松, 葛德彪. 周期性分层介质高反射区范围的分析与估计.  , 2006, 55(6): 2789-2793. doi: 10.7498/aps.55.2789
    [19] 梁子长, 金亚秋. 非均匀随机散射介质层的多次散射和热辐射的分层迭代解.  , 2003, 52(6): 1319-1325. doi: 10.7498/aps.52.1319
    [20] 王大威, 刘婷婷, 杨宏, 蒋红兵, 龚旗煌. 介质的非均匀性对高次谐波影响的研究.  , 2002, 51(9): 2034-2037. doi: 10.7498/aps.51.2034
计量
  • 文章访问数:  5706
  • PDF下载量:  821
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-19
  • 修回日期:  2013-08-20
  • 刊出日期:  2013-12-05

/

返回文章
返回
Baidu
map