【摘 要】
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随钻核磁共振测井仪的射频天线是产生射频磁场并接收核磁共振信号的核心部件。探头天线的性能将直接影响随钻核磁测井仪的探测特性,设计高信噪比、低功耗的探头天线具有极为重要的意义。高品质随钻核磁共振探头天线需要具备的特点包括:高发射效率,小功耗与高信噪比。然而,这些关键参数的优化过程往往相互制约,传统的天线设计思路采用人工调节线圈的结构来实现参数优化,难以获得最优结果。本文首先筛选确定随钻核磁共振探头天线
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随钻核磁共振测井仪的射频天线是产生射频磁场并接收核磁共振信号的核心部件。探头天线的性能将直接影响随钻核磁测井仪的探测特性,设计高信噪比、低功耗的探头天线具有极为重要的意义。高品质随钻核磁共振探头天线需要具备的特点包括:高发射效率,小功耗与高信噪比。然而,这些关键参数的优化过程往往相互制约,传统的天线设计思路采用人工调节线圈的结构来实现参数优化,难以获得最优结果。本文首先筛选确定随钻核磁共振探头天线的主要性能指标评价参数,分析其主要的影响因素;然后,针对研究团队设计的一种新型随钻核磁共振探头的磁体结构所产生的静磁场区域选取最佳强度匹配的射频磁场;利用目标场法对天线模型进行推导,得到射频线圈逆向设计的目标函数,将射频线圈性能评价参数作为约束条件,对目标函数求取极小值,利用满足目标函数极小值的模型的解,得到天线结构参数。数值模拟的结果表明逆向设计得到的天线相比于初始天线模型,磁场均匀性明显提高。为了验证结果的正确性,制作加工了初始天线和优化后的天线,并利用数据采集系统在刻度筒中进行了实验验证,结果表明优化后的天线测量得到的回波幅度相比于初始天线的回波幅度增加了12%,信噪比提高9%。
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