[發(fā)明專利]用于礦用無線電波透視的多頻天線組合結(jié)構(gòu)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111010082.4
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113725588A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李云波;閻家光;何昭友;謝成梁;覃海明;張軍;康躍明;雷凱麗;黎冰
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H04B1/04
• 代理公司: 重慶強大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 陳家輝

本發(fā)明涉及無線電波發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于礦用無線電波透視的多頻天線組合結(jié)構(gòu)及其方法，其中結(jié)構(gòu)包括：發(fā)射機，發(fā)射機的輸出端連接有調(diào)諧部件，調(diào)諧部件用于將發(fā)射機輸出的低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷海徽{(diào)諧部件連接有發(fā)射天線，發(fā)射天線用于發(fā)射調(diào)諧后的高電壓；磁傳感器，磁傳感器連接發(fā)射天線，磁傳感器用于采集發(fā)射天線上的電流值；磁傳感器連接有微處理器，微處理器連接有可調(diào)節(jié)電容陣列；微處理器用于根據(jù)電流值判斷發(fā)射天線是否失諧，在失諧時發(fā)送數(shù)字控制指令；可調(diào)節(jié)電容陣列與發(fā)射天線并聯(lián)，并根據(jù)數(shù)字控制指令動態(tài)調(diào)節(jié)電容等效值。本發(fā)明能夠智能控制可調(diào)節(jié)電容陣列實現(xiàn)自動調(diào)諧，使得發(fā)射天線同頻發(fā)射的功率能夠保持一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線電波發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于礦用無線電波透視的多頻天線組合結(jié)構(gòu)及其方法。

背景技術(shù)

礦用無線電波透視裝置通常用于探測地質(zhì)情況，采用多個固定點頻率的電磁波作為發(fā)射信號，工作時將無線電波發(fā)射機和接收機分置于工作面的兩側(cè)，接收到穿過煤層的電磁波信號之后，根據(jù)電磁波信號場強的振幅和相位值可以對工作面內(nèi)的地質(zhì)情況進行推斷。

目前市面上的礦用無線電波透視裝置包括地震類和電磁類兩種，地震類的分辨率及精度較電磁類的要高，但系統(tǒng)架構(gòu)龐大，難以普及與推廣，電磁波類具有快速、輕便和成本低的優(yōu)點。我國自主生產(chǎn)的礦井電磁波透視儀也廣泛應(yīng)于煤礦井下，經(jīng)過多年的不斷改進，應(yīng)用效果越來越明顯，但由于發(fā)射機發(fā)射功率不夠，仍然存在不少缺點。比如說，探測精度不高，探測距離依賴于被探的工作面介質(zhì)，如果工作面電阻率高，探測距離就大，工作面電阻率低，探測距離就小。對此，已有中國專利針對性進行改進，工作時發(fā)射機輸出很低的正弦波電壓到調(diào)諧部件，調(diào)諧部件將該低電壓調(diào)諧成高電壓后通過發(fā)射天線發(fā)射出去，使原本只能發(fā)射小電壓的發(fā)射機能夠發(fā)射出較大的電壓，大幅度提高發(fā)射電壓增大探測距離，減少被測工作面介質(zhì)的限制，滿足煤礦井下工作面各種面寬的探測。但是，為了使得發(fā)射天線匹配LC回路以實現(xiàn)調(diào)諧放大，需要人工調(diào)節(jié)可調(diào)電容，這會導(dǎo)致透視儀的發(fā)射功率一致性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于礦用無線電波透視的多頻天線組合結(jié)構(gòu)及其方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)發(fā)射功率一致性差的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的基礎(chǔ)方案為：用于礦用無線電波透視的多頻天線組合結(jié)構(gòu)，包括：發(fā)射機，發(fā)射機的輸出端連接有調(diào)諧部件，發(fā)射機的輸出端通過第一接口與調(diào)諧部件的輸入端連接，調(diào)諧部件用于將發(fā)射機輸出的低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷海徽{(diào)諧部件連接有發(fā)射天線，調(diào)諧部件的輸出端通過第二接口與發(fā)射天線連接，發(fā)射天線用于發(fā)射調(diào)諧后的高電壓；

還包括：磁傳感器，磁傳感器連接發(fā)射天線，磁傳感器用于采集發(fā)射天線上的電流值；磁傳感器連接有微處理器，微處理器連接有可調(diào)節(jié)電容陣列；微處理器用于根據(jù)電流值判斷發(fā)射天線是否失諧，并在發(fā)射天線失諧時發(fā)送數(shù)字控制指令到可調(diào)節(jié)電容陣列；可調(diào)節(jié)電容陣列與發(fā)射天線并聯(lián)，可調(diào)節(jié)電容陣列根據(jù)數(shù)字控制指令動態(tài)調(diào)節(jié)電容等效值。

本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點在于：通過磁傳感器采集發(fā)射天線上的電流值，微處理器根據(jù)電流值判斷發(fā)射天線是否失諧，如果發(fā)射天線失諧，可調(diào)節(jié)電容陣列與發(fā)射天線并聯(lián)組成諧振電路，根據(jù)數(shù)字控制指令動態(tài)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)電容陣列的電容等效值。通過這樣的方式，實現(xiàn)可調(diào)節(jié)電容陣列不同形式的切換進而產(chǎn)生動態(tài)的等效電容，改變可調(diào)節(jié)電容陣列的等效參數(shù)補償發(fā)射天線的變化，穩(wěn)定發(fā)射天線的并聯(lián)諧振頻率進而穩(wěn)定發(fā)射天線的輸出功率，能夠智能控制可調(diào)節(jié)電容陣列實現(xiàn)自動調(diào)諧，使得發(fā)射天線同頻發(fā)射的功率能夠保持一致性；相較于人工調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)電容陣列使發(fā)射天線匹配LC回路來實現(xiàn)調(diào)諧放大來說，發(fā)射功率一致性好。

本發(fā)明能夠智能控制可調(diào)節(jié)電容陣列實現(xiàn)自動調(diào)諧，使得發(fā)射天線同頻發(fā)射的功率能夠保持一致性，解決了現(xiàn)有技術(shù)發(fā)射功率一致性差的技術(shù)問題。

進一步，磁傳感器與微處理器之間連接有差分放大器，差分放大器用于將電流值的輸入信號進行放大處理，微處理器根據(jù)差分放大器的差分射頻輸入信號和差分射頻輸出信號的相位差判斷發(fā)射天線是否失諧。