CN112187374A - 用于透地通信的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于透地通信的装置和方法。用于透地通信的装置包括：多对埋地电极，被配置为至少一对正负埋地电极作为信号发送电极对，用于向透地信号接收装置发送透地通信信号；至少一对正负埋地电极作为屏蔽电极对，用于制造屏蔽电场。

Description

用于透地通信的装置和方法

技术领域

本申请涉及透地通信系统中的装置和方法。

背景技术

目前电极透地通信技术被应用于采矿、隧道救援等场合。电极透地通信技术采用甚低频或者低频频段，将电极插入土层之中，利用土层作为电介质，一端电极发送的信号会透过土层中在另一端电极上产生感应，从而传递信息。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

发明人通过研究发现，电极透地通信技术在通信过程中由于方向的不固定会造成传播信号能量的损失。如果对电极透地通信过程中的透地信号进行定向聚焦是一个亟待解决的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于透地通信的装置，包括：多对埋地电极，被配置为至少一对正负埋地电极作为信号发送电极对，用于向透地信号接收装置发送透地通信信号；至少一对正负埋地电极作为屏蔽电极对，用于制造屏蔽电场。

根据本申请的一个方面，其中，所述信号发送电极对通过正负埋地电极之间的电压变化形成变化的通信电场，所述通信电场承载所述透地通信信号。

根据本申请的一个方面，其中，组成所述屏蔽电极对的两埋地电极之间的电压保持稳定。

根据本申请的一个方面，其中，所述透地通信信号用于向透地信号接收装置传递信息。

根据本申请的一个方面，其中，所述透地通信信号的载波频率在甚低频或低频频段。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于透地通信的方法，包括：采用至少一对正负埋地电极作为信号发送电极对，用于向透地信号接收装置发送透地通信信号；采用至少一对正负埋地电极作为屏蔽电极对，用于制造屏蔽电场。

根据本申请的一个方面，上述方法的特征在于，所述信号发送电极对通过正负埋地电极之间的电压变化形成变化的通信电场，所述通信电场承载所述透地通信信号。

根据本申请的一个方面，上述方法的特征在于，组成所述屏蔽电极对的两埋地电极之间的电压保持稳定。

根据本申请的一个方面，上述方法的特征在于，所述透地通信信号用于向透地信号接收装置传递信息。

根据本申请的一个方面，上述方法的特征在于，所述透地通信信号的载波频率在甚低频或低频频段。

根据本申请的用于透地通信的装置和方法可以利用增加的屏蔽电极对增加电极透地通信过程中的透地信号的方向性，提高能量效率。

通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的上述以及其他优点将更加明显。

附图说明：

为了进一步阐述本发明的以上和其他优点和特征，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参标信号表示。应当理解，这些附图仅描述本发明的典型示例，而不应看作是对本发明的范围的限定。在附图中：

图1是示出了根据本申请的一个实施例的用于透地通信的装置的结构框图。

图2是示出了根据本申请的一个实施例的信号发送电极对与屏蔽电极对的相对位置。

图3是示出了根据本申请的一个实施例的屏蔽电极对的电路示意图。

具体实施方式：

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明一点的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

<第一实施例>

图1是示出了根据本申请的一个实施例的的用于透地通信的装置100的结构框图。该装置100包括：透地通信模块101，屏蔽电场产生模块102，信号发送电极对103和屏蔽电极对104。透地通信模块101通过导线连接至埋地的信号发送电极对103，屏蔽电场产生模块102通过导线连接至埋地的屏蔽电极对104。所述信号发送电极对用于向透地信号接收装置发送透地通信信号，所述屏蔽电极对用于制造稳定的屏蔽电场。

在一个示例中，金属棍可以用作埋地电极对的材料。

在一个示例中，铜棍可以用作埋地电极对的材料。

在一个示例中，钢棍可以用作埋地电极对的材料。

在一个示例中，发送电极对103和屏蔽电极对104材料相同。

在一个示例中，发送电极对103和屏蔽电极对104材料不同。

在一个示例中，所述透地通信信号承载用于向透地信号接收装置传递信息。

在一个示例中，透地通信模块101包括消息输入模块、信源编码模块、信道编码模块和载波调制模块。

在一个示例中，发送的消息被输入至透地通信模块101后形成透地通信信号通过埋地信号发送电极对103发送至对端透地信号接收装置，所述对端透地信号接收装置采用埋地电极来接收透地通信信号。

在一个示例中，屏蔽电场产生模块向屏蔽电极对104输出电压，形成屏蔽电场。

在一个示例中，信号发送电极对之间通过变化电压表征透地通信信号。

<第二实施例>

图2是示出了根据本申请的一个实施例的信号发送电极对与屏蔽电极对的相对位置。图中虚线箭头线用于示意屏蔽电场，虚线箭头线用于示意透地通信信号的电场。在此实施例中，信号发送电极对处于屏蔽电极对与透地通信信号接收机的信号接收电极对之间。信号发送电极对面向信号接收电极对，屏蔽电极对在信号发送电极对的背面。屏蔽电极对的正极比屏蔽电极对的负极距离信号发送电极对的正极更近。信号发送电极对的负级比屏蔽电极对的负极距离信号发送电极对的正极更近。屏蔽电极对利用同向电流线互斥的原理形成屏蔽电场。透地信号接收端通过埋地电极形成基于透地通信信号的电场的感应电流。

<第三实施例>

图3是示出了根据本申请的一个实施例的屏蔽电极对的电路示意图。屏蔽电极对与一个电源及一个可变阻抗相连。电源用于通过埋地的屏蔽电极对形成屏蔽电场，调节可变阻抗可以改变屏蔽电场的强度，从而改变透地通信信号电场的聚焦度。

在一个示例中，所述电源是直流电源。

在一个示例中，所述电源是交流电源。

还需要指出的是，在本发明的装置、方法和系统中，各部件或个步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应该视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他辩题意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一些列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由词句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (10)

1.一种用于透地通信的装置，包括：

多对埋地电极，被配置为

至少一对正负埋地电极作为信号发送电极对，用于向透地信号接收装置发送透地通信信号；

至少一对正负埋地电极作为屏蔽电极对，用于制造屏蔽电场。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号发送电极对通过正负埋地电极之间的电压变化形成变化的通信电场，所述通信电场承载所述透地通信信号。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，组成所述屏蔽电极对的两埋地电极之间的电压保持稳定。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的装置，其中，所述透地通信信号用于向透地信号接收装置传递信息。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的装置，其中，所述透地通信信号的载波频率在甚低频或低频频段。

6.一种用于透地通信的方法，其特征在于，

采用至少一对正负埋地电极作为信号发送电极对，用于向透地信号接收装置发送透地通信信号；

采用至少一对正负埋地电极作为屏蔽电极对，用于制造屏蔽电场。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述信号发送电极对通过正负埋地电极之间的电压变化形成变化的通信电场，所述通信电场承载所述透地通信信号。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，组成所述屏蔽电极对的两埋地电极之间的电压保持稳定。

9.根据权利要求6至8中任一权利要求所述的方法，其中，所述透地通信信号用于向透地信号接收装置传递信息。

10.根据权利要求6至9中任一权利要求所述的方法，其中，所述透地通信信号的载波频率在甚低频或低频频段。

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