Д.А. Смирнов1, А.А. Аверин2, В.В. Варенков3, Т.В. Сахтерова4, В.И. Сахтеров5

1–5 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова Российской академии наук (Москва, Россия)

5 ООО «НПО Радиолокация в геофизике и радиофизике» (Москва, Россия)

2 averin@izmiran.ru, 5 sakhterov@mail.ru

Постановка проблемы. В настоящее время широко используются георадары (преимущественно классические малоглубинные), в основе которых лежат технологии стробоскопического осциллографа. В специализированном сегменте геологоразведки довольно давно применяются глубинные импульсные георадары со сверхширокополосными сигналами повышенной мощности. Данные приборы имеют фиксированную диаграмму направленности антенно-фидерных устройств.

Цель. Разработать способ обнаружения слабоконтрастных сред и объектов при использовании георадара с управляемой диаграммой направленности антенны.

Результаты. Предложен способ управления диаграммой направленности антенны передатчика. Рассмотрен способ управления диаграммой направленности приемной антенны.

Практическая значимость. Использование предложенных способов в комплексе позволяет получить для обработки несколько сигналов с разными фазовыми и амплитудными характеристиками в одной точке без механического перемещения прибора. Разработка новых способов обработки сигналов повысит возможность обнаружения слабоконтрастных объектов.

Смирнов Д.А., Аверин А.А., Варенков В.В., Сахтерова Т.В., Сахтеров В.И. Обнаружение слабоконтрастных объектов георадаром с управляемой диаграммой направленности антенны // Электромагнитные волны и электронные системы. 2025. Т. 30. № 3. С. 105−113. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202503-12

1. Попов А.В., Прокопович И.В., Едемский Д.Е., Морозов П.А., Беркут А.И. Глубинный георадар: принципы и применение // Электромагнитные волны и электронные системы. 2018. Т. 23. № 4. С. 28–36.
2. Волкомирская Л.Б., Гулевич О.А., Варенков В.В., Резников А.Е., Сахтеров В.И. Современные георадары серии «ГРОТ» для экологического мониторинга // Экологические системы и приборы. 2012. № 5. С. 3–5.
3. ГЕОТЕХ. Геофизическое оборудование. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.geotech.ru, дата обращения 05.02.2025.
4. ЛОГИС. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.logsys.ru/, дата обращения 05.02.2025.
5. Geoscanners AB. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.geoscanners.com, дата обращения 05.02.2025.
6. Сахтеров В.И. Измерение характеристик антенн георадаров // Труды XXVII Всероссийской открытой науч. конф. «Распространение радиоволн». Калининград: Балтийский федеральный университет им. И. Канта. 2021. С. 596–600.
7. Morozov P., Prokopovich I., Lazarev M., Popov A., Sakhterov V., Edemsky D. Characterization of GPR radiation pattern in the upper and lower hemisphere (theory and experiment) // Journal of Physics: Conference Series. 2024. V. 2887. № 1. P. 012051. DOI 10.1088/1742-6596/2887/1/012051.
8. Прокопович И.В. Численный расчет импульсного излучения дипольной антенны на границе двух сред // Журнал радиоэлектроники. 2024. № 12. DOI 10.30898/1684-1719.2024.12.5.
9. Патент на полезную модель RUS227004 от 01.07.2024. Трехантенный георадар для обнаружения слабоконтрастных объектов / Горкин Д.С., Сахтеров В.И.
10. Патент на изобретение RUS2753250 от 12.08.2021. Направленная антенна для подземного излучения / Сахтеров В.И.
11. Сахтеров В.И., Прокопович И.В., Попов А.В. Экранированная дипольная антенна для задач радиолокационного каротажа // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 8. С. 103–112. DOI 10.18127/j00338486-202208-11.
12. Сахтеров В.И. Способ управления диаграммой направленности антенны подземного излучения // Антенны. 2024. № 3. С. 40–48. DOI 10.18127/j03209601-202403-05.
13. Сахтеров В.И. Способы управления диаграммой направленности антенн георадара // Тезисы XV науч.-технич. конф.
    «Радиолокационные системы малой и сверхмалой дальности». М.: ИЗМИРАН. 2024. С. 46–49.
14. Sakhterov V.I., Averin A.A., Varenkov V.V., Gorkin D.S., Smirnov D.A. Application of ground penetrating radar with controlled antenna pattern for detection of low-contrast objects // IEEE 9th All-Russian Microwave Conference (RMC). Moscow. 2024. P.21–24.
15. Смирнов Д.А., Аверин А.А., Варенков В.В. Сахтерова Т.В., Сахтеров В.И. Обнаружение слабоконтрастных объектов с помощью управления диаграммы направленности излучающей антенны // Науч.-технич. конф. «Радиолокация в геофизике и радиофизике» РГР-2025. М.: Троицкий Дом ученых. 2025.
16. Wu T., King R. The cylindrical antenna with nonreflecting resistive loading // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1965. V. 13. № 3. P. 369–373. DOI 10.1109/TAP.1965.1138429.
17. Аверин А.А., Горкин Д.С., Варенков В.В., Сахтеров В.И. Увеличение глубины зондирования импульсного георадара путем снижения импеданса антенны // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 3. С. 49−58. DOI 10.18127/ j15604128-202403-06.
18. Варенков В.В., Горкин Д.С., Смирнов Д.А., Сахтерова Т.В., Сахтеров В.И. Результаты экспериментов с георадаром «Сфера» // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 5. С. 66−70. DOI 10.18127/j15604128-202405-10.
19. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023663673 от 27.06.2023. Matrix / Горкин Д.С., Варенков В.В.