Sondarea radio (radio wave sounding, RVZ) este un grup de metode de explorare geofizică a undelor radio bazate pe utilizarea fenomenelor care apar în timpul propagării undelor radio în grosimea Pământului și deasupra suprafeței acestuia. Este folosit pentru studierea caracteristicilor structurii scoarței terestre, prospectarea, evaluarea și explorarea zăcămintelor minerale, studierea proprietăților inginerie și geologice ale rocilor, topografia clădirilor și structurilor etc. Tehnologiile moderne de sondare radio fac posibilă măsurarea simultană. trei parametri electromagnetici ai rocilor: rezistivitate electrica , susceptibilitate magnetica si constanta dielectrica .
Atunci când undele radio se propagă într-un mediu, se observă fenomene similare cu propagarea luminii în sticlă, apă și alte medii transparente sau translucide, deoarece lumina este aceeași oscilații electromagnetice cu o frecvență foarte mare. De la antena emițător (emițător, generator) situată în grosimea rocilor sau pe suprafața acestora, undele radio se propagă în toate direcțiile. Caracteristicile amplitudinii și frecvenței radiațiilor sunt determinate de designul antenei și de poziția acesteia. Disiparea energiei undelor radio în spațiu are loc ca distanță față de antena emițătorului conform unei legi exponențiale.
Metodele de recunoaștere a undelor radio se bazează pe studiul proceselor de propagare în roci a undelor electromagnetice , ale căror frecvențe variază de la zecimi la zeci de MHz.
Spre deosebire de câmpurile electromagnetice de frecvențe joase și sonore, câmpurile electromagnetice de frecvențe unde radio se caracterizează prin unele caracteristici datorate influenței constantei dielectrice a mediului și a curenților de deplasare . Câmpul electromagnetic este determinat în mare măsură de proprietățile electrice ale mediului de propagare, care absoarbe energia undelor radio, inducând curenți secundari de diferite densități în funcție de conductivitatea rocilor.
Propagarea energiei electromagnetice în straturile de rocă este însoțită de fenomene de absorbție și inducție , a căror intensitate crește atât cu creșterea frecvenței undelor radio, cât și cu creșterea conductivității mediului. Când undele radio se propagă într-un mediu neomogen, apar și fenomene precum reflexia, refracția și difracția undelor, respectând legile opticii geometrice.
Metoda de sondare a undelor radio se bazează pe observarea absorbției și a slăbirii câmpului electromagnetic asociat acesteia [1] .
Disiparea energiei undelor radio în spațiu are loc ca distanță față de antena emițătorului conform unei legi exponențiale. Câmpul undelor radio în orice punct al mediului sondat este determinat de mărimea componentelor electrice ( E ) și magnetice ( H ) și de direcția undei. În valoare absolută, componentele câmpului E și H sunt legate între ele prin relația Z = |E|/|H|. Valoarea lui Z se numește impedanță.
Absorbția energiei valurilor de către sol este determinată de coeficientul de absorbție k” (sau α sau β după diferiți autori) și se calculează din relațiile |E| = |E 0 |e –k”R și |H| = |H 0 |e –k”R . Aici |E| și |H| - valorile măsurate ale vectorilor intensității câmpului în punctele de măsurare, | E 0 | și | H 0 | - mărimea intensității câmpului la antenele emițătorului, k” - coeficientul de absorbție a undelor radio de către roci, R - distanța de la emițător la receptor și e - baza logaritmului natural. Energia undelor radio absorbită de rocă este folosită pentru a încălzi roca.
Reflexia si refractia undelor radio la contactul straturilor . Natura descrisă a slăbirii intensității câmpului undelor radio rămâne constantă atâta timp cât proprietățile petrofizice ale rocilor straturilor ρ, μ și ε rămân neschimbate. Dacă compoziția litologică a straturilor sau umiditatea acestora se modifică, atunci se schimbă și proprietățile petrofizice, iar reflectarea parțială a undelor radio este observată la limita dintre straturi, iar părțile transmise ale undelor radio experimentează refracția, modificându-și intensitatea, direcția. de mișcare și viteză (și lungimea de undă - l).
Coeficientul de reflexie . Când direcția de mișcare a undei radio este perpendiculară pe planul de contact, intensitatea câmpului în partea reflectată a undei în raport cu unda incidentă poate fi calculată folosind coeficientul de reflexie K neg . Acest coeficient este determinat de raportul dintre valorile rezistenței undei (impedanțele) straturilor de rocă aflate în contact și este luat cu semnul plus (+).
K neg = ( Z 2 - Z 1 ) / ( Z 2 + Z 1 ) .
Indicele de refracție . În partea undei care trece prin contact, intensitatea câmpului se modifică în raport cu unda incidentă. Mărimea acestei modificări este determinată de indicele de refracție Kpr. Acest coeficient depinde și de raportul rezistențelor de undă (impedanțele) straturilor de contact și este exprimat prin formula:
K pr = (2 Z 2 )/( Z 2 + Z 1 ).
Interferența undelor radio. Interferența este un fenomen care apare atunci când două sau mai multe unde sunt adăugate împreună. Acest fenomen este utilizat în sondarea radio, deoarece la efectuarea măsurătorilor, o parte din undele radio de la antenele emițătorului (generator, emițător) se deplasează prin aer de-a lungul suprafeței Pământului, în timp ce cealaltă parte se deplasează de-a lungul suprafeței, dar sub suprafața Pământului. . O parte din undă pătrunde până în adâncime, se propagă în roci, este reflectată de limitele de contact sau alte obstacole și se întoarce la suprafața Pământului, formând o undă reflectată (Fig. 1).