四方位激電測井在銅礦找礦中的應用

王樂

摘要：大功率激電法是電法勘探的重要的方法之一，特別是硫化物在外加電力的情況下易發生激發激化現象，本文通過對鉆孔內四方位激電測井，通過對測井資料的分析，能更好的反應孔內周邊的極化情況，通過極化情況的分析，得出相關異常，有利于找硫化物銅礦的方向。

關鍵詞：四方位激電測井；銅礦找礦

一、項目概況及目的任務

德興銅礦朱砂紅礦區是德興銅礦三大礦床之一，本次勘查區范圍為朱砂紅礦區西北部。

四方位激電測井主要配合地質及鉆探工作，探測鉆孔中所見礦（化）體的產狀、規?；蜚@孔周邊是否有盲礦體存在。

二、儀器設備及野外工作方法

（1）本次井中物探工作主要使用以下儀器設備：JDX1軟電極、DJF101A大功率發送機，DJS8接收機。

（2）在進行井中物探工作前，明確地質對各鉆孔的目的和要求，了解鉆孔中的地質結構及孔內安全情況，進行了井場布置和井場安全保障措施布置，確保各孔井中物探工作能夠安全、快速的展開。

野外裝置布設，將供電電極A、B置于地面，其中A距井口距離為r米（r為四方位探測半徑）處和在r=0m的井口，共測量5個方位的數據，B 極置于無窮遠處（見表21）。測量電極M、N置于井中探測。方位測量A極供電點一般按勘探剖面方向取定井口和4個正交方位。

數據采集采用梯度裝置，取MN=20m，當二次場電位差太小時加大極距（MN極大值為40m）。由于區內鉆孔揭露礦體厚度較小，為了保證異常細節清晰，本次鉆孔測井采用5m點距測量。

三、資料處理

（一）數據整理

資料處理前，以鉆孔為單位對原始資料進行驗收。檢查野外記錄情況，評價原始數據質量。檢查工作量和質量是否符合相關規范要求。各種數據計算結果經100%的復查，保證全部正確無誤。

（二）數據處理

本次數據采用上海地學儀器研究所測井資料解釋軟件進行處理，數據處理包括數據編輯、畸變點剔除、插值處理、光滑處理、曲線編輯及繪曲線圖等。同時計算R0方位背景值，擬于3倍背景值為異常，對測井資料進行處理。

四、成果解釋推斷

ZK1鉆孔資料解釋：ZK1位于礦區北端的5、7線之間。測井成果詳見圖41。

從R0方位測量結果看，視電阻率值變化幅度較大，一般在100～600Ω·m之間，局部有低阻異常。視極化率值變化均勻，背景值約4%，R0視極化率曲線顯示該孔附近未發現高極化異常位。

從其他四方位視極化率異常曲線看，一般ηs=4%，視極化率低而平緩，沒有明顯異常。僅在井深240～260m處有一極化異常大于3倍背景值，測井結果表現為中高阻高等極化率特征。該極化異常在1428和2328方位上均出現寬幅高異常， 1428方位異常規模小于2328方位。推斷這個深度的硫化物在鉆孔ZK1南西、南東部相對富集。

五、結論

（1）本次測井工作儀器性能穩定，工作方案科學合理、野外作業嚴格，執行規范、數據處理方法正確、質量有保障，施工精度達到相關規范和設計要求，成果可靠。

（2）通過四方位激電測井大致查明了鉆孔四周極化異常的賦存方位。

（3）鉆探資料顯示，礦區礦化類型多為細脈型，礦體規模不大，對應在四方位測井曲線圖普遍表現為較高極化異常，異常幅值不甚大，其中部分礦體在方位曲線圖上反應不夠明顯，物探解譯可辨識度較低。

（4）由于工作區地形起伏大、人文環境復雜，可能對測井數據造成一定的干擾。

1.中國電子科技集團公司第三十八研究所安徽合肥230088；2.公共安全技術研究院安徽合肥230088；3.安徽省工程實驗室安徽合肥230088

摘要：為了對雷達天線掃描參數進行正確分析，本文首次將心電信號處理思想用于雷達天線掃描分析，提出了一種基于相位變換法的雷達天線掃描分析新算法，該算法能夠有效地提取波形相關特征參數，尤其是對精細特征的提取，可以更加準確地用于天線掃描類型的識別。仿真分析表明，相位變換法可以提高天線掃描自動分析的正確性和精確性。

關鍵詞：天線掃描參數；相位變換法；雷達信號分析

1 概述

1.1 天線掃描簡介

鑒于電子對抗工作的保密性要求，有關天線掃描自動分析的參考文獻較少。常規的天線掃描分析方法為：首先，通過精確分析全脈沖數據波形，提取天線掃描的特征參數，如掃描周期、脈沖群峰值間隔、主副瓣增益比等特征[1]；然后通過分類算法進行天線掃描類型的識別。[2] Barshan于2012年提出了一種天線掃描自動分析的算法，能夠估計出天線掃描周期，并提取了天線掃描特征參數，最后通過分類算法得到天線掃描類型，比較結果發現決策樹分類器效果最佳。[3]

1.2 相位變換法

相位變換方法經常被用于心電信號（ECG）分析，ECG信號中Q波、R波、S波峰值幅度大，而P波和T波峰值幅度要明顯小于Q、R、S波。相位變換方法通過將ECG數據變換到相位域，凸顯P、T波的峰值，從而能夠精確提取出幅度較小的P波和T波。[4]該算法比較簡單，計算量小。相位變換公式如下：

（1）

其中，為ECG數據采樣點，為相應的瞬時相位，代表時間采樣點。決定了ECG中各峰值在相位域的放大情況，越小，峰值在相位域上就越凸顯，無論原始記錄數據的峰值幅度有多小。

本文將該思想應用于天線掃描的自動分析，提出了一種基于相位變換法的天線掃描分析算法。該算法可用于全脈沖信號中進行主瓣峰值提取，尤其是可應用于信噪比較低、主瓣峰值不明顯的情況。同時，本算法可提取精細特征參數，例如主瓣邊界點、旁瓣峰值等。

2 基于相位變換法的天線掃描參數提取

2.1 主瓣參數提取

主瓣參數包括最大峰值主瓣寬度、脈沖群峰值主瓣個數、主瓣間幅度變化、主瓣間隔變化。在提取這些特征之前，首先通過相位變換法，從完整周期信號段中提取出所有的主瓣峰值。

步驟1）進行相位變換處理

（2）

即，并對變換后相位序列進行歸一化處理。

步驟2）最大主瓣特征參數提取。找到最大主瓣峰值，并提取相關特征參數，包括左右邊界點和主瓣寬度。最大主瓣左右邊界：將離峰值最近的谷點，即為峰值的邊界點；若沒有找到谷點，那么將小于閾值（0.1）的離峰值最近的點作為邊界點。主瓣寬度：在主瓣上找到比峰值幅度小3dB的點，二者之間的時間差即為主瓣寬度。

步驟3）脈沖群主瓣特征提取。找到相位變換函數中所有峰值，且峰值幅度均大于閾值0.5，提取相關特征參數包括：主瓣個數、主瓣間峰值幅度變化、主瓣間隔變化。

主瓣個數：統計所找到的峰值個數，即為一個掃描周期內的主瓣個數。只有圓周掃描一個周期內主瓣個數等于1，其它掃描類型主瓣個數均大于1。

主瓣間峰值幅度變化：所有主瓣峰值幅度中最大值與最小值之間的差異。注意，當主瓣個數小于2時，則不進行該參數提取。該參數可將水平扇形掃描類型與其它類型區分開，因為其主瓣峰值幅度變化基本為0。

主瓣間隔變化：主瓣間隔即為相鄰兩個主瓣峰值所對應的時間間隔，該時間間隔的最大值與最小值的差即為主瓣間隔變化。注意，當主瓣個數小于3時，則不進行該參數提取。只有柵狀掃描的主瓣間隔變化較大，可根據該參數與其它類型進行區分。

2.2 旁瓣參數提取

為了提取旁瓣特征，則需要重新進行相位變換，以便突出旁瓣峰值，提取主副瓣增益比特征參數。重新進行相位變換：

（3）

即，突出幅度較小的旁瓣，其中為的均值。同樣，對變換后的相位序列進行歸一化處理，然后進行旁瓣提取。在最大主瓣峰值附近尋找峰值，離最大峰值最近的峰值即為旁瓣，即可得到最大主瓣峰值的左右旁瓣，將二者幅度均值作為旁瓣幅度估計，因此，主副瓣增益比即為最大主瓣峰值幅度與旁瓣幅度的比值。

3 結論

本文首次將心電信號中相位變換方法用于天線掃描信號的自動分析當中，主要用于脈沖群中主瓣峰值的提取和相關特征參數的計算，尤其是對信號中精細特征的提取十分有效。

參考文獻：

[1]康志勇，李先茂，張范軍.雷達天線掃描周期精確測量技術研究[J].航天電子對抗，2015，31（1）：6264.

[2]唐斌，胡光銳.基于免疫神經網絡的雷達天線掃描方式的識別.應用科學學報，2003，21（1）：3638.

[3]Billur Barshan & Bahaeddin Eravci.Automatic Radar Antenna Scan Type Recognition in Electronic Warfare [J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems， 2012， 48（4）：29082931.

[4] Arturo Martinez， Raul Alcaraz and Jose J.Rieta.A New Method for Automatic Delineation of ECG Fiducial Points Based on the Phasor Transform [J].32nd Annual International Conference of the IEEE EMBS， 2010： 45864589.