[发明专利]一种LF频段大跨距电磁波CT成像系统

权利要求书

1.一种LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：包括高精度同步测量系统、地面综合控制系统、时谐大磁矩磁场发射系统和高灵敏度宽频带磁场接收系统，高精度同步测量系统包括与时谐大磁矩磁场发射系统中的宽频带大功率发射电路电连接的发射同步电路，与高灵敏度宽频带磁场接收系统中的宽频带微弱信号接收电路电连接的接收同步电路，发射同步电路和接收同步电路分别通过电缆与地面综合控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：高精度同步测量系统的发射同步电路包括依次电连接在一起的高精度温度补偿晶振TXCO、FD分频电路和隔离型发射驱动电路，TXCO经FD分频电路产生300Hz的同步脉冲SYN1，SYN1经隔离型发射驱动电路分为两路，一路进入地面综合控制系统作为发射命令的同步，一路传输至宽频带微弱信号接收电路作为锁相环的同步信号。

3.根据权利要求2所述LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：高精度同步测量系统的接收同步电路包括依次电连接在一起的隔离型接收驱动电路、脉冲整形滤波器、PLL模拟锁相环电路和高精度宽调幅压控晶振VCXO，SYN1经隔离型接收驱动电路和脉冲整形滤波器后变为同步脉冲SYN2，SYN2传输至PLL模拟锁相环电路。

4.根据权利要求1所述LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：地面综合控制系统包括数字控制电路、U盘读写模块、同步模块、通讯模块、存储模块、孔下电池控制模块、绞车控制模块和工业触摸屏，由蓄电池或市电供电，数字控制电路采用基于STM32的ARM嵌入式处理器。

5.根据权利要求1所述LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：与地面综合控制系统电连接的电缆缠绕在带棘轮机构的手动绞车上，手动绞车包括导电滑环、手柄、支架和绕线盘。

6.根据权利要求1所述LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：时谐大磁矩磁场发射系统采用H型全桥功放拓扑，包括发射电池、宽频带大功率发射电路和时谐大磁矩发射天线，发射电池选用带有过温过压过流保护电路的磷酸铁锂电池组，地面综合控制系统实时监测电池电压及温度，时谐大磁矩磁场发射系统的上电由地面综合控制系统控制；宽频带大功率发射电路包括依次电连接在一起的晶振、DDS、驱动电路、Q1、Q2、Q3、Q4四个MOSFET模块和调谐电容，调谐电容与时谐大磁矩发射天线电连接，继电器模块与调谐电容和时谐大磁矩发射天线电连接，MCU与晶振、DDS、驱动电路和继电器模块电连接；晶振和DDS是发射信号源，Q1、Q4和Q2、Q3交替导通实现对时谐大磁矩发射天线的交流激励，调谐电容用于改变时谐大磁矩发射天线的阻抗，提升发射电流，继电器模块用于改变时谐大磁矩发射天线的抽头状态和串并联状态。

7.根据权利要求6所述LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：时谐大磁矩发射天线为磁偶极子发射天线，包括磁芯、监测线圈和磁偶极子线圈，磁芯用于增强天线发射强度，监测线圈用于测量发射磁场的幅度和相位。

8.根据权利要求1所述LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：高灵敏度宽频带磁场接收系统包括接收电池、宽频带微弱信号接收电路和高灵敏度接收天线，宽频带微弱信号接收电路包括依次电连接在一起的晶振、DDS和正交电路，与高灵敏度接收天线电连接的动态放大电路，分别与动态放大电路和正交电路电连接的第一开关乘法器和第二开关乘法器，第一开关乘法器通过第一低通滤波器与A/D采集电路电连接，第二开关乘法器通过第二低通滤波器与A/D采集电路电连接，MCU与上述晶振、DDS、正交电路和A/D采集电路电连接，A/D采集电路还通过同步电路与MCU电连接，晶振和DDS是正交电路的信号源，MCU根据遥测指令设置DDS对晶振进行分频，产生与发射信号同频同相的信号，正交电路将此信号分为相差90°的两路信号，动态放大电路根据孔间距对接收信号进行滤波去噪和变频动态放大。

9.根据权利要求8所述LF频段大跨距电磁波CT成像系统，其特征在于：高灵敏度接收天线包括棒状磁芯、主线圈、反馈线圈、刻度线圈、屏蔽层、骨架和前放电路，采用磁通负反馈方法和高磁导率软磁材料。