Интерференционные системы приема и возбуждения упругих волн

При использовании нескольких приемников (сейсмоприемников или гидрофонов) можно создать приемные системы, обладающие направленным действием, т. е. прини- мающие волны, идущие в одном направлении лучше, чем в другом. Такие системы, следовательно, могут подавлять волны, распространяющиеся в том или ином направле- нии. Принцип, используемый при создании направленных приемных систем, весьма прост: для этого суммируют напряжения с

выходов приемников, расположенных в раз- личных точках поверхности по одной линии (линейное группирование) или по площади (площадное группирование).

Для понимания того, каким образом достигается направленное действие группы

Рис.1.17 Последовательность подхода фронта волны к приемникам линейной группы.

приемников, рассмотрим линейную группу из п приемников, расположенных вдоль про- филя с расстоянием между ними Δх (рис.1.17). Если длина группы (база группи- рования) L невелика и в ее пределах фронт

волны можно считать плоскостью, то импульс на выходе соединенных последователь- но приемников будет представлять собой последовательность импульсов, поступаю- щих с выхода каждого из приемников. Временные сдвиги между этими импульсами зависят (см. рис.1.17) только от расстояния между приемниками, угла падения волны и скорости волн. Когда угол падения равен нулю, волна подходит ко всем приемникам одновременно, и напряжение на выходе группы становится в п раз больше, чем на вы- ходе каждого из приемников. Если же задержка превышает длительность импульса в регистрируемой волне, то амплитуда сигнала на выходе группы будет равна амплитуде импульса на выходе каждого из приемников, но общая длительность сигнала на выходе группы будет больше длительности импульса в регистрируемой волне. Таким образом, амплитуда, форма и длительность сигнала на выходе группы зависят от угла подхода волны к приемникам и формы импульса в падающей на поверхность волне.

Этот же принцип используют и для создания направленных источников упругих волн из многих точечных источников. Для этого создают группу, в которой п источни- ков с шагом между ними Δ х располагают по линии или по площади. При одновремен- ном срабатывании всех источников группы максимальная интенсивность возбуждае- мых волн будет наблюдаться в тех точках среды, к которым волны подходят одновре- менно и усиливают друг друга. Для линейной группы это происходит в направлении нормали к центру линии группирования. Для того чтобы максимум излучаемой энергии направить в ином направлении, необходимо, чтобы источники срабатывали последова- тельно с постоянной задержкой друг относительно друга.