[发明专利]一种透地磁场通信装置

权利要求书

1.一种透地磁场通信装置，其特征在于：包括信号发生装置和信号接收装置,其中，所述信号发生装置包括坡莫合金磁场发生器,所述坡莫合金磁场发生器包括电容、线圈和坡莫合金磁芯，所述坡莫合金磁芯为铁镍合金材质长方体磁芯，所述长方体磁芯是由数片长方体磁片叠加粘接而成，所述线圈为铜漆包线，所述线圈绕制在所述坡莫合金磁芯中央位置，所述电容并联接在所述线圈两端；所述信号接收装置包括原子磁力仪,所述坡 莫合金磁场发生器与所述原子磁力仪构成磁感应透地通信信道；所述长方体磁片厚度不超过0.1mm，所述长方体磁芯的截面边长不小于1cm，长度不小于60cm，所述坡莫合金磁芯的有效磁导率为μ_app，

其中，lc为磁芯的长度，d为磁芯的截面等效直径。

2.如权利要求1所述的透地磁场通信装置，其特征在于：所述线圈的直径不小于1mm,所述线圈的匝数不小于100匝，所述电容的耐高压达到200V以上。

3.如权利要求1所述的透地磁场通信装置，其特征在于：所述坡莫合金磁场发生器通过线圈的电感与并联连接的电容产生谐振作用从而发射通信磁场，

所述电容的容值C与基带频率f的关系为，

其中，L为线圈电感，所述线圈电感由磁芯形状及磁导率、绕线匝数决定，可由阻抗分析仪测定；

磁感应强度为，

其中，μ₀为真空磁导率，μ_r材料的相对磁导率，Z为轴向通信距离，R为线圈半径，I为流过线圈的电流，N代表线圈匝数。

4.如权利要求1所述的透地磁场通信装置，其特征在于：所述信号发生装置还包括顺次连接的基带信号发生器、通信信号调制器和功率放大器，所述功率放大器和坡莫合金磁场发生器连接，其中，所述基带信号发生器接收输入信息，并按照既 定的编码方式转化为数字信号后送入后续节点，所述通信信号调制器对基带信号发生器的输出数字信号按照指定调制方式进行调制，所述功率放大器对调制输出信号进行功率放大，所述坡莫合金磁场发生器用于发射通信磁场；所述信号接收装置还包括与所述原子磁力仪顺次连接的信号调理器、通信信号解调器、译码器和信宿，其中，所述原子磁力仪作为远端接收磁传感器，用于接收通信磁场信号，所述信号调理器用于滤除环境噪声干扰信号，所述通信信号解调器还原通信信号，所述译码器按照既 定的编码方式将通信信号译码为原始输入通信信息，所述信宿对通信信息进行存储或者播报。

5.如权利要求1所述的透地磁场通信装置，其特征在于：所述原子磁力仪带宽高于通信基带频率，检测灵敏度小于0.05nT。