[发明专利]一种极低频电磁波双向磁传感装置及方法

说明书

本申请提供一种极低频电磁波双向磁传感装置及方法，所述装置包括控制器、天线模块以及模数转换模块；其中，天线模块包括天线本体、励磁单元和互感单元；励磁单元和互感单元连接天线本体，使天线模块分别处于励磁状态和互感状态；当天线模块处于励磁状态时，控制器获取待发送数据；按照极低频脉冲序列编码规则将待发送数据转化为励磁信号；将励磁信号输送至所述励磁单元，以驱动励磁单元在天线本体产生励磁电磁波；当天线模块处于互感状态时，控制器通过天线本体接收感应信号；并按照极低频脉冲序列编码规则在感应信号中解析接收数据。以实现装置的励磁和互感过程。所述装置可适用于实现屏蔽区内外双向通信，提高数据传输质量。

技术领域

本申请涉及励磁互感领域，尤其涉及一种极低频电磁波双向磁传感装置及方法。

背景技术

极低频(Extremely low frequency)是指频率由3Hz至30Hz，波长100,000公里至1,000,000公里的无线电波，极低频信号能够穿透海水、岩石甚至金属等介质，被应用于资源勘测、地震预测、钻井遥测和潜艇通讯等领域，极低频电磁波的传播损耗小，在大气中的衰减小于1dB/千公里。

磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种传感器。磁通门传感器也称磁强计，由探头和接口电路组成。与其它类型测磁仪器相比，磁通门传感器具有分辨率高，测量弱磁场范围宽，可靠、简易、经济、耐用等特点。而极低频的在研方向主要为涡流检测，所述涡流检测是利用电磁感应原理，通过测定被检对象内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及某些性能，用于探伤、材质分选、测厚、尺寸检测及物理量测量，如径向振幅、轴向位移及运动轨迹的测量等。

虽然对极低频信号充分利用其穿透特性实现磁场强度的电信号转化及分析，并应用于探伤、测厚甚至运动轨迹检测等场合，然而无法实现屏蔽区内外的双向通信。

发明内容

本申请提供一种极低频电磁波双向磁传感装置，以解决无法实现屏蔽区内外的双向通信的问题。

为解决上述问题，第一方面，本申请提供一种极低频电磁波双向磁传感装置，所述装置包括控制器、天线模块以及模数转换模块，所述控制器通过所述模数转换模块连接所述天线模块；所述天线模块包括天线本体、励磁单元和互感单元；所述天线本体为多重卷绕导线组成的螺线管结构，所述励磁单元和互感单元连接所述天线本体，以使所述天线模块分别处于励磁状态和互感状态；其中：

所述控制器被配置为：

当所述天线模块处于励磁状态时，获取待发送数据；

按照极低频脉冲序列编码规则将所述待发送数据转化为励磁信号；所述极低频脉冲序列编码规则用于根据码元包数量，和/或空码元位置，和/或脉冲计数表达所述待发送数据；

将所述励磁信号输送至所述励磁单元，以驱动所述励磁单元在所述天线本体产生励磁电磁波；

当所述天线模块处于互感状态时，通过所述天线本体接收感应信号；所述感应信号为所述天线本体感应产生并经过所述模数转换模块转化的数字信号；

按照所述极低频脉冲序列编码规则在所述感应信号中解析接收数据。

可选的，所述待发送数据或接收数据为n进制数据组，n为大于1的整数。

可选的，还包括有源滤波模块，所述有源滤波模块用于处理极低频无线电磁波互感信号，包括窄带带通滤波单元，所述窄带带通滤波单元一端连接所述天线本体，另一端连接所述模数转换模块，所述窄带带通滤波单元用于对所述感应信号进行选频。

可选的，所述有源滤波模块还包括双陷波单元，所述双陷波单元一端连接所述窄带带通滤波单元，另一端连接所述模数转换模块，所述双陷波单元用于对不同的频率的干扰信号进行抑制。

可选的，所述控制器还被配置为：