[发明专利]超宽带岩层通信系统

摘要

本发明公开了一种超宽带岩层通信系统，主要解决矿井中发生严重事故时无可靠通信手段的问题。本发明包括两个收发信机、一对收发共用的电极和收发切换开关，通过电极以岩层为传输媒质形成无线信道，构成时分双工的通信系统，每个收发信机包括一个发送设备和一个接收设备，该发送设备包括信道编码单元、M元扩频单元和E类功率放大器；该接收设备包括低噪声放大器、级间隔直耦合电容器、AGC放大器、A/D变换器、解扩解调与信道译码单元。M元扩频码取码片值为-1或0或1的三进制伪随机码，E类功率放大器采用有输出变压器的推挽功率放大器。本发明具有信号占空比小，峰平功率比高，误码特性好，传输距离远的优点，可为矿井救灾提供可靠的通信手段。

主权项

一种超宽带岩层通信系统，由两个连接有用户终端的收发信机、一对收发共用的电极和收发切换开关构成，通过电极以岩层为传输媒质构成电流场无线通信信道进行通信；每个收发信机包括一个发送设备和一个接收设备，该发送设备包括信道编码单元、扩频单元、波形成形单元和功率放大器；该接收设备包括低噪声放大器、低通滤波器、级间隔直耦合电容器、AGC放大器、A/D变换器、匹配滤波器、解扩单元、解调与信道译码单元，其特征在于：所述的扩频单元，采用码片值取‑1或0或1的三进制伪随机码作为扩频码，对于输入的数字信息进行直接序列扩频，输出为扩频后的码片序列；每个扩频码中码片值为零的码片数占总的码片数的75％～94％；所述波形成形单元，采用数字逻辑电路产生的双向矩形脉冲作为扩频信号的码片波形，对扩频单元送来的码片序列逐个码片地进行波形成形，将该码片序列转化成脉冲型波形信号；对于码片值等于1的码片，其码片波形为一个正矩形脉冲后跟一个负矩形脉冲，对于码片值等于‑1的码片，其码片波形为一个负矩形脉冲后跟一个正矩形脉冲，对于码片值等于0的码片，相应的输出波形为零电平；如此形成的脉冲型波形信号，是一种无载波的脉冲型超宽带数字调制信号；将该信号分成正相和反相两路信号，并将两路信号中的负脉冲置为零电平后再传送给功率放大器；所述功率放大器，采用有输出变压器的推挽功率放大器，其两个功率管采用开关晶体管，工作在开关状态；输出变压器初级的两端并联有一个电容器，该电容器与输出变压器的初级电感一起构成并联谐振回路；输出变压器的次级除了两个端接点之外，中间还设有多个抽头接点，应用时根据两电极之间的岩层阻抗情况从这些接点中选择两个，将其中一个与一个电极相连、并接地，而将另一个通过收发切换开关连接到另一个电极。