[發明專利]一種透地磁場通信裝置

有效

• 申請號: 201911178783.1
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN111030712B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 時洪宇;袁彭;宋曉林;史鈺峰;邵思霈
• 申請（專利權）人: 山東航天電子技術研究所
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H04B1/10;H04B1/16
• 代理公司: 北京金碩果知識產權代理事務所(普通合伙) 11259
• 代理人: 李丹鳳

1.一種透地磁場通信裝置，其特征在于：包括信號發生裝置和信號接收裝置,其中，所述信號發生裝置包括坡莫合金磁場發生器,所述坡莫合金磁場發生器包括電容、線圈和坡莫合金磁芯，所述坡莫合金磁芯為鐵鎳合金材質長方體磁芯，所述長方體磁芯是由數片長方體磁片疊加粘接而成，所述線圈為銅漆包線，所述線圈繞制在所述坡莫合金磁芯中央位置，所述電容并聯接在所述線圈兩端；所述信號接收裝置包括原子磁力儀,所述坡 莫合金磁場發生器與所述原子磁力儀構成磁感應透地通信信道；所述長方體磁片厚度不超過0.1mm，所述長方體磁芯的截面邊長不小于1cm，長度不小于60cm，所述坡莫合金磁芯的有效磁導率為μ_app，

其中，lc為磁芯的長度，d為磁芯的截面等效直徑。

2.如權利要求1所述的透地磁場通信裝置，其特征在于：所述線圈的直徑不小于1mm,所述線圈的匝數不小于100匝，所述電容的耐高壓達到200V以上。

3.如權利要求1所述的透地磁場通信裝置，其特征在于：所述坡莫合金磁場發生器通過線圈的電感與并聯連接的電容產生諧振作用從而發射通信磁場，

所述電容的容值C與基帶頻率f的關系為，

其中，L為線圈電感，所述線圈電感由磁芯形狀及磁導率、繞線匝數決定，可由阻抗分析儀測定；

磁感應強度為，

其中，μ₀為真空磁導率，μ_r材料的相對磁導率，Z為軸向通信距離，R為線圈半徑，I為流過線圈的電流，N代表線圈匝數。

4.如權利要求1所述的透地磁場通信裝置，其特征在于：所述信號發生裝置還包括順次連接的基帶信號發生器、通信信號調制器和功率放大器，所述功率放大器和坡莫合金磁場發生器連接，其中，所述基帶信號發生器接收輸入信息，并按照既 定的編碼方式轉化為數字信號后送入后續節點，所述通信信號調制器對基帶信號發生器的輸出數字信號按照指定調制方式進行調制，所述功率放大器對調制輸出信號進行功率放大，所述坡莫合金磁場發生器用于發射通信磁場；所述信號接收裝置還包括與所述原子磁力儀順次連接的信號調理器、通信信號解調器、譯碼器和信宿，其中，所述原子磁力儀作為遠端接收磁傳感器，用于接收通信磁場信號，所述信號調理器用于濾除環境噪聲干擾信號，所述通信信號解調器還原通信信號，所述譯碼器按照既 定的編碼方式將通信信號譯碼為原始輸入通信信息，所述信宿對通信信息進行存儲或者播報。

5.如權利要求1所述的透地磁場通信裝置，其特征在于：所述原子磁力儀帶寬高于通信基帶頻率，檢測靈敏度小于0.05nT。