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1、§5.1简单线性组合§5.2非简单线性组合第五章地震组合法原理第1道第n道组合1组合n仪器有效波组合检波示意图面波提高信噪比提高垂直入射波能量最大压制水平面波总相位同组合中间点相位面波记录示例面波面波一、组合检波法的提出:在野外数据采集中,常常遇到各种干扰波的影响,尤其是表面波的影响更为严重,为了压制干扰波突出有效波,充分利用干扰波与有效波在传播方向、视速度及频率上的差异来达到这一目的的,其中组合接收法就是利用干扰波(主要是面波)与有效波在传播方向的差异进行对面波进行压制的。组合检波一是压制面波,二是加强有效波的能量.组合有线性组合与非线行及其面积组合.二、线性组合的特性:设将
2、n个检波器沿一条直线等间距排列布置,并作为一个输出道信号,则:n个检波器(垂直检波器)总输出信号主要反映对n道垂直地面来的波的迭加,则对其他方向来的波获得削弱(深层有效反射纵波)组合特性公式的建立:设一平面波以角入射到达地面S1、S2……Sn点,设到达S1点的时间为:t,到达S2的时间为:t+△t,到达Sn时间为:t+(n-1)△t,当=0(垂直入射)时,△ts1=△ts2=△ts3=△tsn加强t1t2t3s1s2s3snf(t1)f(t2)f(t3)f(tn)有效波(=0)tn有效波同相相加角入射的波(=0)角入射的波相加后会削弱等比级数等比级数1、组合的分析讨
3、论:组合可作为一线性系统,特性为K(j)系统输出(组合后)信号相当于单个信号通过该系统。即:组合系统检波器组合系统在频率域中主要为振幅特性和相位特性,即,①K(j)的振幅特性(即方向特性)为:②K(j)的相位特性:组合后输出振动的相位与组合中心点相位相同2、组合方向特性(仅考虑方向特性):组合后的效果决定于频率特性()和方向特性△,当固定某一频率i时,即K(i△i)主要呈现方向特性,其特性主要由方向决定。设单个检波器接收到的振动为振幅为A0,初相位为0的简谐波:则,n个检波器组合输出即为:3组合的物理意义:由上式知,1)组合后的波:n个检波器组合后的总输出波和单个
4、检波器的波同为相同频率的简谐波;2)组合总相位:组合总相位同中心点处相位相同;3)组合输出总振幅为:4)对于深层的反射波(0),A∑≈n.A0(有效波振幅增加n倍);5)对于其他方向(0)的干扰波,相对压制。三、组合效果与入射方向讨论:设组合后的效果用组合总振幅与组合前n倍单振幅之比(相对加强与压制效果)来表示组合效果;若组合的方向特性用表示,则有:入射角周期视速度视波长五.方向特性曲线分析:当组合数为:n=2,3,4时,其组合方向特性如下图:n=2n=3n=4通放带二次极植07070.707压制带组合次数越多通放带越窄压制带越宽选择性越好讨论:(1)、n越大,一次极大
5、曲线尖锐;(2)、当△t/T=0,=1,为一次极大;(3)、当△t/T=1,=1,为二次极大;(4)、n越大,极位越高,极=n个,压制带次级个数为n-2个,二极位越小;当△t=0时,即=0,由深层来的反射波获得最大加强。六、海洋漂缆内检波器组合特征:海洋地震检波器的组合后有如下特点:1)、较单个检波器有更强的振幅输出;2)、具有较强的方向选择性(即在=0方向上有最大的接收灵敏度);3)、有一定的频率选择性。组阵内线性组合输出方向特性可用下式表示:(,)曲线(海洋漂缆内组合阵列组合压制效果曲线)见下页图:(,)曲线(组合压制效果曲线):-3000-20-20-
6、10-100度(入射角度)90度90度100HZ50HZ10HZ30HZ组合阵列方向特性48个水听器组合后的方向选择特性图入射角度信号频率当波垂直入射时,所有频率的波均得到最大的加强,其它入射方向得到不同程度的压制讨论:(1)、当=0,f=10、30、50、100Hz四种频率信号获得均等加强(无压制);(2)、=/2,在有效波频率范围内受到最大压制;即压制水平方向来的与有效波频率范围相近的干扰波。七、组合频率特性:见下图当固定n,以△t为参数,绘(f)随f变化的曲线:n一定,1)当△t=0时,即垂直入射(=0)无滤波作用2)△t增大,,通带越窄,压制高频;△t越大,高
7、频压制,f低丰富;3)合理选择△t,使其尽可能小,以减小高频波之畸变。△t=0(f)1.00.80.60.40.20n=70.010.0020.005f:(HZ)讨论:当n一定,(1)当△t=0时,即垂直入射(=0),无滤波作用;(2)△t增大,,通带越窄,压制高频;△t越大,高频压制,f低丰富;(3)合理选择△t,使其尽可能小,以减小高频波之畸变。八、组合的统计效应(对不规则波)通过统计规律,组合后检波器接收的不规则随机干扰的总振幅为单个检波器接收的倍,即:组合信噪比问题: