Схемы металлоискателей MD4U

[quote="rmdetector"][/quote]
Мы рассматриваем рамку (в частности - кольцо) у которой периметр равен длине волны! Такие рамочные элементы, в виде квадратов, кругов, треугольников широко применяют в антенной технике. Точную настройку этих элементов осуществляют при помощи короткозамкнутых шлейфов. Каких-либо сосредоточеных элементов в виде катушек, конденсаторов - нет.
Замкнутая катушка не является аналогом, т.к. её периметр не равен длине волны.
Разрезанное кольцо с конденсатором работает несколько по другому, т.к. превращает кольцо в сосредоточенную индуктивность, а в замкнутом кольце этих понятий нет. Нет там ни индуктивности, ни емкости... Один и тот же короткозамкнутый элемент при небольшой расстройке от резонанса может трансформироваться в элемент в составе которого присутствует реактивность (L или C).
Многовитковая катушка (периметр много меньше чем длина волны) с конденсатором - это рамочная антенна. Её диаграмма направленности расположена в плоскости рамки. За счет влияния земли (+мишень) происходит изменение вектора поля и появляется вертикальная составляющая, которую воспринимает приемная катушка (в детекторах IB)...

Сергей_П, повторюсь: я проверял идею методом анализа АЧХ в доступных мне диапазонах 0-1250 МГц и 4-13 ГГц для колец разного диаметра и резонанса не увидел. Если предложите другой метод, попробуем поэкспериментировать.

Ну, хорошо. Про 4-13 ГГц как-то уже подзабылось. Вообще не понятно, на кой понадобилось реанимировать заплесневевшую тему полугодовой давности ? Вроде уже тогда всё обсудили. Теперь на второй круг пошли...

MikeS, наверное на дату не обратил внимание или есть свои мысли по обнаружению резонанса колец
Да и идея собственных резонансов предметов периодически возникает. К ней ещё будут возвращаться не раз.

Привет, всем!
Извините, но на выходных меня не было.
Возьмем любую ультракоротковолновую антенну – УдаЯги или квадрат. Все пассивные элементы короткозамкнутые, но все они имеют свой резонанс и он проявляется, когда на него воздействует электромагнитная волна.
Если пространство пронизывает множество волн, этот элемент резонирует именно на своей частоте. Есть разница между квадратным короткозамкнутым элементом или круглым – нет. На СВЧ это есть – конечно.
Теперь более сложный вопрос: Как СВЧ относится к земле?
По идее, когда мы говорим о распространении радиоволн, то они отражаются от земли и уходят в космос…….
Но так ли это? Кто пробовал и экспериментировал с этим?
Почему георадар так глубоко берет (он тоже работает на СВЧ)?
И как он это делает?
Можно ли качнув короткий прямоугольный импульс (ряд Фурье) заставить резонировать (на гармониках высших порядков) объект на его собственной частоте?
Меня заинтересовала эта тема не из-за золотых колец, а потому, что много неизвестного и на форуме не обсуждалось. Если обсуждалось, то не в таком ракурсе.

Из того, что проверял сам:
- СВЧ характериограф. Рупор передающий, напротив него рупор приёмный. Между ними пробовал располагать различные предметы, в т.ч. кольца разного диаметра, кружки, пластинки, штыри и пр. На АЧХ не смог выявить строго определённые различия для определённых предметов, тем более ярко выраженные резонансы.
- Георадар не СВЧ. В нём используются сотни МГц, т.е. ДМВ диапазон по нашему. Частоты СВЧ (сантиметровый или тем более миллиметровый диапазоны) на порядок или два выше.
- Уже сантиметровый диапазон прекрасно отражается не только от проводящей поверхности, но и от диэлектриков. Слой эталонного минерализованного грунта толщиной 15 см генератор 10 ГГц (длина волны около 3 см, с мощностью 10 мВт на диоде Ганна) пробить не смог. Проверялось по наличию доплеровского сигнала на движущийся объект. На воздухе небольшие предметы наблюдались с метров.
Кроме того:
- сухой слой грунта 15 см, скорее всего можно и пробить, но мощности потребуются на порядки выше. А это уже чревато для здоровья, в т.ч. для глаз. Раньше в охране применялись маломощные СВЧ доплеровские 10 ГГц сигнализаторы. Там в инструкции точно было написано беречь глаза от попадания излучения.
- На сантиметровых и миллиметровых волнах начинают проявляться оптические свойства. Ту же монету, плоскостью строго параллельно рупору , можно увидеть с метров, а ребром или под углом только вблизи рупора.

Он это никак не делает . Считается, что ослабление отклика в классическом МД пропорционально 6-ой степени расстояния до цели. Доводилось читать, что на ВЧ-СВЧ ослабление отклика пропорционально только 4-ой степени расстояния до цели, что, понятно, должно резко увеличивать дальность обнаружения. Это не является следствием неких "чудесных" свойств СВЧ, а имеет вполне обычное объяснение. За счёт высокой направленности антенн на ВЧ и особенно на СВЧ, излучаемую волну можно рассматривать как плоскую, что "убирает" из степени единичку. Для сравнительно крупных целей переизлучённую волну тоже можно считать близкой к плоской - ещё одна единичка. Реально, видимо, можно говорить о 4-5 степени. А частота как таковая здесь ни при чём, про "проникающую способность" короткого импульса можно забыть.

Трудности использования СВЧ очевидны - высокое затухание в почве, вредность для здоровья, наличие реакции на любую неоднородность, а не только на металл, полное отсутствие дискриминации. Скорее всего, есть проблемы с обнаружением объектов много меньше длины волны. Кроме того, на СВЧ есть и чисто схемотехнические проблемы - требуются генераторы хотя бы в единицы ватт (а на это способны разве что генераторные клистроны или ЛБВ), возникнут задачи развязки приёмного и передающего тракта, в общем - РЛС в чистом виде. Можно, конечно, попытаться использовать магнетрон из СВЧ-печки ...

Я лично даже экспериментировать в этом направлении не хочу, не смотря на то, что "по работе" я как раз высокочастотник. Даже если что-то получится, гулять по полям с мощным СВЧ генератором почему-то не хочется. Не стоит оно того.

Я то хотел для другого использовать - смотреть, что в стенах упрятано. Но после того, как увидел, что сигнал небольшой мощности даже сквозь один кирпич не проходит, решил отказаться.
PS: Проще РЛС с дальностью в несколько км слепить на бытовой электронной базе, чем заглянуть в землю на метр.

Георадары, допускающие смену антенных блоков, могут работать в большом диапазоне частот ~ 20 МГц-2 ГГц. Действует стандартное правило: чем выше частота, тем выше разрешающая способность и меньше глубина зондирования. Вот, к примеру, общие данные по ОКО 2: http://www.prin.ru/?action=catalog&id=65

Георадар Око-М": АБ-1200. 1200 МГц. разрешение 5,0 см.
По идее, разрешение в 5 см позволит достоверно различать форму предметов, размером в несколько раз больше. Судя по картинкам ОКО-М - так оно и есть. Но, работать с георадаром ещё не приходилось , поэтому какие картинки он там рисует на мелкие предметы и отличит-ли монету от болта тех же размеров, не знаю.
....От темы собственных резонансов плавно съехали к теме радиовидения....

Уважаемый MikeS,все дело в том что резонанса в пассивных элементах невозникает ,его неможет возникнуть,это заблуждение....несколько упрощенно искаженное понятие процесса пассивного элемента....Все гораздо сложнее...Или гораздо проще...Как посмотреть....По вашему увеличение пассивных элементов ведет к усилению сигнала? Или к более чистому сигналу при меньшем шуме ?Т.е. отношение сигнал-шум?

Вы можете отключить эти сообщения.

М-да, действительно. Как-то поверхностно к этому вопросу подошел и не учел, что мы имеем дело с волновыми процессами
Резонанс у кольца есть, но добротность его раза в 4 хуже "гвоздя" (полуволнового диполя) и в 10-100 раз хуже рамочной антенны (кольцо с конденсатором). При этом активные потери для колец, рамок, "гвоздей" не имеют особого значения, т.к. волновые значения сопротивлений составляют десятки и сотни Ом.
Из-за низкой добротности таких элементов их обнаружение при помощи ГИР, тем более в грунте - малореален.

Привет, всем!
Согласен, что кольца имеют очень низкую добротность и посмотреть ее не удастся.
Причина в том, что отношение длинны волны к диаметру очень маленькое и они получаются очень широкополосные. Естественно добротность будет низкая уже в «идеальных» условиях воздуха, а в земле она сойдет вообще на нет. Так что говорить о измерении таким способом не приходиться. Интересно использование метода высокочастотного зондирования. Здесь – «напаханная целина», по крайней мере, мною.
Интересный метод измерения электропроводности земли. В землю забиваются штыри с многочисленным контактными площадками и на экране лептопа видны все предметы по слоям земли (применяется в геологии и в археологии). Кто пользовался?

Может быть подойти от обратного?
По идее в месте нахождения кольца должно наблюдаться некотрое поглощение радиоволн,,,
Так же вполне возможно что металл может работать как пассивный ретранслятор,,,

Это как, "черная дыра" в миниатюре
Я уже писал, что пассивные настроенные элементы рядом с активным элементом принимают переданный сигнал и за счет протекающего по ним току создают собственное поле, которое накладывается на первичное. Суммарное поле при этом искажается, но энергитически ничего не добавляется и не уменьшается - изменяется диаграмма направленности. Сколько-то значительное изменение возможно только при достаточно сильной связи между элементами, а на достаточно большом расстоянии (по отношению к длине волны) практически никакого влияния на общее результирующее поле не оказывается.

Ну почему же только металл? Любая неоднородность проводимости изменяет направление волны если её размеры превышают четверть длины волны. К стати, для исследования состава атмосферы планет солнечной системы вроде бы применяли именно этот метод, измеряя нулевой угол переломления (когда переломленная волна уходит вдоль поверхности и никуда не переломляется и не отражается)

Извиняюсь - думаю все таки следует уточнить что имел ввиду достаточно низкие частоты
По первому - сталкивался по работе, Частота ок 500 кгц- судовые передатчики Ток в антенну до 15 ампер Две антенны параллельно на 2-х однотипных судах - расстояние между сопоставимо с длинной антен - порядка 10 м
Пока вторую антенну не спустили САУ передатчика отказывался строиться автоматом , ручная настройка - более 1,5 ампер выдавить не удавалась,,,
Возможно что и не отсос а рассогласование,,,
По второму случаю - пассивные ретрансляторы телевидения - те переотражение сигнала в мертвую зону
И опять таки - в книге "радиолюб нар хоз-ву" (А Д Смирнов) вскользь высказано одно предположение,,, как раз в теме про мд
Ага - вот - 39 стр - последний абзац
Я уже раз цитировал так что повторяться небуду

Аварийный, что ли?
Да, скорее всего рассогласование, т.к вторая антенна работая как пассивный элемент снижала сопротивление излучения антенны, на что твоих регулировок не хватало. Собственно для этих целей в телевизионной директорной антенне активный элемент выполняют петлевым у которого собственное сопротивление излучения составляет 300 Ом, но за счет пассивных элементов оно снижается до, примерно, 70-80 Ом.

Не надо, я знаю, что это такое, а для приложений этого форума - неприменимо.

Метод хорош...Но для определения траншей,и неоднородностей грунта,интересен... металл искать проблематично будет....Сильно зависит от расстояния между электродами..

Привет, всем!
Обычное расстояние 2,5м х 2,5м или 5м х 5м. Да, метод интересен для определения перспективности участков. Если грунт до 3 м однородный и нет множества неоднородностей в слоях, то и участок абсолютно не перспективный. Если есть большое количество неоднородностей на определенной глубине (слое), то есть смысл заниматься «разработкой» данного участка. Интересен метод, для определения до какой глубины доходят «культурные» слои данного поселения.

Всем снова привет.
Давно не был, решил заглянуть.
По поводу резонанса у замкнутого кольца:
Поставим мысленный эксперимент - кольцо из проводника 1 ом /см и периметром 4 см помещено в переменное магнитное поле возбуждающее ток в кольце в 1А rms. Поставим на кольце 4 точки через четверть круга (1 см по периметру)
Измерим тестером напряжение между точками.
1-2 получим 1В
1-3 получим 2 В
1 -4 получим 3В
1- 1 получим 0 вольт.
Налицо парадокс, и единственное подходящее решение это отсутствие падения напряжения на резистивном кольце при протекании по нему тока.
Поскольку выбор точек, тока и сопротивления произвольный, и подобный мысленный эксперимент можно провести с любым их набором то получаем железобетонный вывод: Любое замкнутое кольцо из любого матерьала в переменном магнитном поле строго эквипотенциально.
Отсюда не менее железобетонное следствие- конструктивная ёмкость кольца не перезаряжается, следовательно и не работает, следовательно проводящее замкнутое кольцо не является контуром и не проявляет резонансных свойств ни на одной частоте, что и подтвердили эксперименты.

в смысле любое кольцо - сверхроводник, оригинально



а что за эксперименты если не секрет

Margadon, рад приветствовать после длительной "командировки". Кольца - фиг с ними, никто ещё пока не смог обнаружить у них собственного частотного резонанса. А можно узнать, чем закончились эксперименты с вращающимся магнитным полем?

А ничем не закончились. Я же сразу написал, что собственно МД не занимаюсь. Я занимаюсь импульсными полями. Так, по гуглу, и на форум вышел. Ну и подкинул не доведённую до ума идею, сразу написав, что сам по себе МД делать мне и некогда, да и незачем. Вот помочь с измерениями какими, в меру своих возможностей и времени, это да .

1)А где я писал про сверхпроводник? Русским по белому - резистивное кольцо.
2) Так rmdetector писал, что на АЧХометре так ни чего и не увидел, пока колечко не разорвал.