CN115790673A - 一种极低频电磁波双向磁传感装置及方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种极低频电磁波双向磁传感装置及方法

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：

通过所述脉冲计数判断码元包类型，所述码元包类型包括有效码元包以及无效码元包；

若所述脉冲计数未达到标准值，则确定所述码元包类型为无效码元包；

若所述脉冲计数达到所述标准值，则确定所述码元包类型为有效码元包；

将所述无效码元包应进行舍弃或进行重新接收。

可选的，所述天线本体内包含磁芯，所述磁芯为坡莫合金材质。

可选的，所述天线模块还包括PMOS上管以及NMOS下管，所述PMOS上管、NMOS下管构成半桥电路，所述半桥电路用于控制所述天线本体。

可选的，所述天线模块还包括磁复位二极管，所述磁复位二极管与所述天线本体并联，用于当所述天线本体处于切换励磁状态与互感状态时完成磁复位。

可选的，所述模数转换模块包括栅极电阻、栅源电阻、NMOS下管、上拉电阻、限流电阻、高速光耦、反向钳位二极管，所述感应信号通过所述栅极电阻以及栅源电阻进行分压，用于控制所述NMOS下管的通断，所述上拉电阻用于消除所述NMOS下管关断时的浮地电压，所述反向钳位二极管用于避免寄生电感在所述NMOS下管关断产生的感应电压对红外线LED造成击穿。

第二方面，一种极低频电磁波双向磁传感方法，应用于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，所述天线模块包括天线本体、励磁单元和互感单元；所述方法包括：

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。

由以上技术方案可知，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，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。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。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为极低频天线模块示意图一；

图2为极低频天线模块示意图二；

图3为主站与从站通信示意图；

图4为窄带带通滤波单元示意图；

图5为第一陷波单元示意图；

图6为第二陷波单元示意图；

图7为模数转换模块示意图；

图8为极低频码元序列及脉冲序列识别示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

为了便于理解本申请实施例的技术方案，在对本申请实施例的具体实施方式进行阐述说明之前，首先对本申请实施例所属技术领域的一些技术术语进行简单解释说明。

极低频：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。

螺线管：指的是多重卷绕的导线，卷绕内部可以是空心的，或者有一个金属芯。当有电流通过导线时，螺线管内部会产生均匀磁场。

磁芯：为了增加电磁体的磁感应强度，在电感线圈的磁路中设置了导磁物质体。

励磁：利用电磁感应原理工作的电气设备，如发电机等，提供工作磁场的过程叫励磁。

线圈：线圈通常指呈环形的导线绕组，例如：马达、电感、变压器和环形天线等。

同名端：若初级和次级绕线方向一致，则两线圈绕线的起始端互为同名端，两线圈绕线的终止端也互为同名端。其中，规定在矩形铁芯的两个对边分别绕制初级和次级，开始绕线时，两导线皆从观察者视角穿入铁芯为绕线方向一致。

互感：当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象。

滤波器：可对线路中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。

Q值：滤波器品质因数，用滤波器的中心频率F与-3dB带宽B的比值来表达，描述滤波器分离信号中相邻频率成分能力。

光耦合器：简称光耦，是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管，光敏电阻)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接收光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电-光-电”控制。

脉冲调制：指脉冲本身的参数(幅度、宽度、相位)随信号发生变化的过程。

脉冲序列：指具有一定带宽一定幅度的射频脉冲与梯度脉冲组成的脉冲程序。

数字信号处理：用数字方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、调制、解调以及快速算法的技术。

基于极低频磁场信号的管道移动机器人示踪定位方法就在管道缺陷无损检测等领域得到了广泛的应用。基于极低频磁场信号的管道移动机器人示踪定位系统包括信号发射机与信号接收机两部分。管道内的机器人通过不断地移动，装在机器人上的信号发射机不断地发射的极低频单频磁场信号。该信号可穿透金属管道和土壤层到达地面的接收机。接收机先对接收到的微弱信号进行选频放大并滤除带外噪声，然后根据放大滤波之后的信号进行检测判决，给出判决结果。如果接收机检测到发射机发出的极低频单频磁场信号，则记录当前时间为管道机器人通过其下方的时间，从而实现管道移动机器人的示踪定位。

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，然而在无法实现屏蔽区内外的双向通信。

为解决上述问题，第一方面，参见图1、图2。本申请部分实施例提供一种极低频电磁波双向磁传感装置，装置包括控制器、天线模块以及模数转换模块，控制器通过模数转换模块连接天线模块；天线模块包括天线本体、励磁单元和互感单元；天线本体为多重卷绕导线组成的螺线管结构，励磁单元和互感单元连接天线本体，以使天线模块分别处于励磁状态和互感状态；其中：控制器被配置为：当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待发送数据转化为励磁信号；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/或脉冲计数表达待发送数据；将励磁信号输送至励磁单元，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，通过天线本体接收感应信号；感应信号为天线本体感应产生并经过模数转换模块转化的数字信号；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。

由上述励磁与互感状态切换，天线本体实现发送与接收一体化，无需额外切换信号，方便快捷，使通信过程效率更高。在一些实施例中，若天线本体分为发射天线与接收天线两部分，则需要额外增设切换电路所需硬件。

在一些实施例中，天线模块还包括：上拉电阻R0、栅极电阻Rg2、第二栅源电阻Rgs2、第一栅源电阻Rgs1、限流电阻R1、光耦OP1。

为便于理解，参见图3、图8，图3为主站与从站通信示意图、图8为极低频码元序列及脉冲序列识别示意图，当需要与管道内机器人进行通信时，装置可分别作为主站以及从站，主站设置在管道外，从站设置在管道内，若需要机器人进行监测，控制器将需要传输的信息通过码元包数量，和/或空码元位置，和/或脉冲计数来表达，例如：码元包数量为5个；或需要机器人暂停监测，例如：码元包数量为4个，空码元的位置在第三位；当需要机器人传回监测图像，例如：码元包数量为4个，空码元的位置在第二位；具体码元包数量，空码元位置以及脉冲计数的表达可根据实际情况来设置通信协议，以控制所表达的信息，可以理解的是，当码元包数量越多，空码元的位置以及脉冲的计数可变化的位置就越多，从而可表达的数据就越多，可实现更便捷的通信。可以理解的是，关于图3，主站和从站内不仅包含天线，也可以包含控制器，用以生成待发送数据以及解析数据，控制主站的控制器也可以理解为上层系统，独立于主站和从站。

参见图8，发送数据即为数据写，接收数据即为数据读，例如：当主站在发送数据，此时数据中码元包的数量为5个，同时，从站的发送数据码元包的数量为0，可以理解为，当主站发送数据时，从站没有发送数据或者从站正在接收数据；当从站在发送数据时，此时数据中码元包的数量为4个，同时，主站的发送数据码元包数量为0，可以理解为，当从站发送数据时，主站没有发送数据或者主站正在接收数据。

在一些实施例中，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。

当n为2时，则待发送数据与接收数据为二进制数据组，具体的，根据码元包数量，接收脉冲计数的时序，例如：码元包数量的取值范围为1-5，接收脉冲计数的范围为20-40，在有效码元的条件下，码元包的序列为2的五次方，即32种组合方式，使传输的信息多样化，32种组合方式即代表32个状态数据，除去全部为0的情况下，剩余为31个状态数据，这些状态数据即可用于状态反馈，也可用于管道内外的系统指令，对于更复杂的系统，管道内载体，例如：机器人，也可以向管道外的控制系统发布指令，为了区别指令与状态反馈，可将首位的码元包作为指令与状态信息的区分符号，其他码元包作为具体信息内容，例如：首位码元包若存在，则为指令信息，其他码元包为具体指令，首位码元包若为空码元位置，则为状态反馈，其他码元包为此时载体的状态信息，方便使用人员进行区别；n也可以为16，则待发送数据与接收数据为十六进制数据组。

在一些实施例中，装置还包括有源滤波模块，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，窄带带通滤波单元一端连接天线本体，另一端连接模数转换模块，窄带带通滤波单元用于对感应信号进行选频。

在一些实施例中，有源滤波模块还包括双陷波单元，双陷波单元一端连接窄带带通滤波单元，另一端连接模数转换模块，双陷波单元用于对不同的频率的干扰信号进行抑制。

可以理解的是，有源滤波模块可根据增益需求选择级联数，感应信号通过有源滤波模块进行选频放大、以及对不同频率的信号进行抑制后，传输至模数转换模块，具体的，感应信号通过窄带带通滤波单元，参见图4，感应信号通过R1_i、R2_i进行分压，再通过R3_i、C1_i、C2_i联合，得到增益值，以及高阻频率值以及低阻频率值，感应信号再通过双陷波单元，参见图5、图6，双陷波单元包括：第一陷波单元与第二陷波单元，例如，若极低频以25Hz为通信主频，则第一陷波单元可实现对20-23Hz的带阻处理，以及，第二陷波单元可实现对27-30Hz的带阻处理，电容C_1A、C_2A、C_1B、C_2B为陷波中心频率点选频电容，电阻R_3A、R_5A、R_6A、R_3B、R_5B、R_6B用于Q值调整，此外，R3_A还用于陷波带阻的调整，电阻R_1A、R_2A、R_4A、R_7A、R_8A、R_1B、R_2B、R_4B、R_7B、R_8B分别对应陷波前后的信号增益，关于图4、图5、图6中的OP_i、OP_1A、OP_2A、OP_3A、OP_1B、OP_2B、OP_3B均为电阻跟随器，用来进行阻抗匹配；其中，Vin表示为电源；在一些实施例中，陷波单元的数量也可以为多个，将不同频率的信号进行抑制的效果更佳。具体的信号流向为，参见图4、输入感应信号Vi_i，输出为Vo_i；参见图5、输入Vi_A，输出为Vo_A；参见图6，输入Vi_B，输出为Vo_B。

在一些实施例中，有源滤波模块由多个滤波器替代。

在一些实施例中，控制器还被配置为：通过脉冲计数判断码元包类型，码元包类型包括有效码元包以及无效码元包；若脉冲计数未达到标准值，则确定码元包类型为无效码元包；若脉冲计数达到标准值，则确定码元包类型为有效码元包；将无效码元包应进行舍弃或进行重新接收。

应当理解的是：在图8中，导致出现①处、②处的情况可能为在发送数据阶段，也可能发生在接收数据过程中；对于①，可通过与死区间隔判断是否有有效码元包，对于②，可根据脉冲计数来判断是否达到标准值，若未达到标准值，则为无效码元包，应将无效码元包进行舍弃。

在一些实施例中，天线本体内包含磁芯，磁芯为坡莫合金材质。坡莫合金具有高导磁率，使磁芯有效降低涡流损耗。

在一些实施例中，天线模块还包括PMOS上管以及NMOS下管，PMOS上管、NMOS下管构成半桥电路，半桥电路用于控制天线本体。可以理解的是，PMOS上管以及NMOS下管还包括栅极g1，g2、源极s1，s2、漏极d1，d2、体二极管D1、D2。

在一些实施例中，天线模块还包括磁复位二极管D3，磁复位二极管D3与天线本体并联，用于当天线本体处于切换励磁状态与互感状态时完成磁复位。磁复位二极管D3既可以限制功率开关管过电压又可以消除磁芯残存能量。

参见图1、图2，当天线本体处于励磁状态时，可参见状态1，即图中A，信号的流向为，信号流依次经过PMOS上管、天线本体（同名端）、NMOS下管、参考地；当磁复位时，可参见状态2，即图中B，信号流依次经过天线本体（非同名端）、磁复位二极管D3、天线本体（同名端）；当天线本体处于互感状态时，可参见状态3，即图中C，信号流依次经过天线本体（同名端）、有源滤波模块、天线本体（非同名端）；当磁钳位时，可参见状态4，即图中D，信号流依次经过参考地、NMOS下管、天线本体（非同名端）、天线本体（同名端）、PMOS上管、电源。由信号流可看出，天线本体处于励磁以及互感状态时，共用同一个天线，并进行了磁复位以及感应过电压钳位保护。

在一些实施例中，参见图7，模数转换模块包括栅极电阻Rg3、栅源电阻Rgs3、NMOS下管、上拉电阻R3、限流电阻R4、高速光耦OP2、反向钳位二极管D4，感应信号通过栅极电阻Rg3以及栅源电阻Rgs3进行分压，用于控制NMOS下管的通断，上拉电阻R3用于消除NMOS下管关断时的浮地电压，反向钳位二极管D4用于避免寄生电感在NMOS下管关断产生的感应电压对红外线LED造成击穿，NMOS下管还包括栅极g3、源极s3、体二极管D3、漏极d3。

本申请的部分实施例中还提供一种极低频电磁波双向磁传感方法，该方法可应用于上述实施例提供的极低频电磁波双向磁传感装置，装置包括控制器、天线模块以及模数转换模块，天线模块包括天线本体、励磁单元和互感单元；所述方法包括：

当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待发送数据转化为励磁信号；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/或脉冲计数表达待发送数据；

将励磁信号输送至励磁单元，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，通过天线本体接收感应信号；感应信号为天线本体感应产生并经过模数转换模块转化的数字信号；

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。

由以上技术方案可知，本实施例提供一种极低频电磁波双向磁传感装置及方法，装置包括控制器、天线模块以及模数转换模块，控制器通过模数转换模块连接天线模块；天线模块包括天线本体、励磁单元和互感单元；天线本体为多重卷绕导线组成的螺线管结构，励磁单元和互感单元连接天线本体，以使天线模块分别处于励磁状态和互感状态；其中，控制器，被配置为：当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待发送数据转化为励磁信号；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/或脉冲计数表达待发送数据；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，通过天线本体接收感应信号；感应信号为天线本体感应产生并经过模数转换模块转化的数字信号；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。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。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述的极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

通过所述脉冲计数判断码元包类型，所述码元包类型包括有效码元包以及无效码元包；

若所述脉冲计数未达到标准值，则确定所述码元包类型为无效码元包；

若所述脉冲计数达到所述标准值，则确定所述码元包类型为有效码元包；

将所述无效码元包应进行舍弃或进行重新接收。

6.根据权利要求1所述的极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，所述天线本体内包含磁芯，所述磁芯为坡莫合金材质。

7.根据权利要求1所述的极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，所述天线模块还包括PMOS上管以及NMOS下管，所述PMOS上管、NMOS下管构成半桥电路，所述半桥电路用于控制所述天线本体。

8.根据权利要求1所述的极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，所述天线模块还包括磁复位二极管，所述磁复位二极管与所述天线本体并联，用于当所述天线本体处于切换励磁状态与互感状态时完成磁复位。

9.根据权利要求1所述的极低频电磁波双向磁传感装置，其特征在于，所述模数转换模块包括栅极电阻、栅源电阻、NMOS下管、上拉电阻、限流电阻、高速光耦、反向钳位二极管，所述感应信号通过所述栅极电阻以及栅源电阻进行分压，用于控制所述NMOS下管的通断，所述上拉电阻用于消除所述NMOS下管关断时的浮地电压，所述反向钳位二极管用于避免寄生电感在所述NMOS下管关断产生的感应电压对红外线LED造成击穿。

10.一种极低频电磁波双向磁传感方法，其特征在于，应用于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，所述天线模块包括天线本体、励磁单元和互感单元；所述方法包括：

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。

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