CN1532372A - 无线通信电路 - Google Patents

Abstract

本发明包含一种无线通信电路和一种利用无线信号进行通信的方法，特征在于振荡电路具有与电容电路并联的电感。该电容电路包含串联的一对电容。每个电容都接地并且具有相关的电容值。连接有一个反馈网络，用于有选择性地使振荡电路偏置从而产生具有一振幅的信号。该信号的振幅是与电容电路相关的电容值的比值的函数。该信号的频率由该电感和该电容电路限定。该振荡电路是多功能的，这是因为它可以被偏置从而起到发射机和接收机的作用。

Description

无线通信电路

技术领域

本发明总体上涉及通过对地层的分析从而促进对存在于其中的碳氢化合物储层的开采。更特别地，本发明涉及适用于地层分析的无线通信电路。

背景技术

限定了陆地的次表面中的碳氢化合物储层的地层包含互相连接在一起的路径网络，这些路径通向该储层或者离开该储层，并在路径中包含有液体。为了确定上述网络中的液体的内在和外在特性，需要得到关于该地层的知识，例如，储层压力和储层岩石的渗透性。现有的操作是通过借助“地层检测器”工具实现的有线测井或者通过钻杆检测，从而对这些特性进行分析。这两种检测都适用于“开孔”或“闭孔”应用。但是，这些检测方法都不能实现实时数据获取，这是因为一旦钻孔设备被从该孔中移走，就要求执行检测(被称作一次行程)。

一次行程典型地包括，将钻柱(string)从井孔中移走、将地层检测器放入井孔中从而获取信息数据，以及在收回该地层检测器之后将钻柱放回到井孔中用于继续进行钻孔。很明显，“钻井中的行程”降低了生成能力，如果是这样，典型地是要被避免的。因此，通常在方便的时候，如更换钻头时，才进行数据获取，或者由于某些其它与钻井无关的原因而将钻柱移走的时候，或者数据获取足够重要从而有理由进行一次补充行程的时候。

基于“实时”的对储层地层数据的获取是我们希望得到的和有益的。因此，现有技术试图在钻柱还位于井孔中的时候，从我们所感关心的次表面地带获取各种各样的地层数据。Ciglenec等人在美国专利No.6028534中公开了一种现有技术，并且该专利被转让给了本发明的受让人。Ciglenec等人公开了一种包含传感器设备和相关的电子器件的远程传感器，其中该远程传感器被发射进地层。该远程传感器中包含的电子器件使传感器和附近的正在旋转的钻环(collar)之间的数据传输容易进行。为了实现这一目的，这些电子器件使得可以在数据通信开始之前确定钻环和传感器之间的空间定向。

因此，存在这样一种需要：提供适用于被放置在地层中的无线通信电路的电子器件。

发明内容

本发明包含一种通信电路和使用无线信号进行通信的方法，特征在于提供了一种振荡电路，其具有与电容电路并联在一起的电感。该电感是该通信电路的天线，并且因此总是工作于谐振状态，即使当振荡电路元件随温度而发生变化的时候情况也是如此。因此，在进行发射的时候，该天线可以工作在高Q值状态下，并且具有最小的功率消耗。该电容电路包含一对串联的电容。每个电容都被接地，并且具有相关的电容值。该振荡电路连接有一个反馈网络，用于有选择性地使该振荡电路处于偏置从而产生信号，而与此同时使产生该信号所需的功率最小。反馈电路进行工作从而将天线上产生的信号的振幅摆动最大化。天线每一侧上信号的单端振幅是与该电容电路有关的电容值的比值的函数，并且信号的频率由该电感和电容电路规定。该振荡电路是多功能的，这是因为它可以被偏置从而起到发射机和/或接收机的作用。另外，可以利用额外的电路扩充该振荡电路，这些额外的电路更加清楚地规定了发射或接收频率，以及用于提供远程电源。在下面的内容中，将更详细地讨论这些和其它的实施方案。

附图说明

图1显示了根据本发明的位于钻孔中并且配有可操纵收发机单元的钻环；

图2是图1的钻环的可操纵收发机单元的示意图，显示了用于通过钻孔将远程传感器放入所选择的次表面地层的系统；

图3是图1的钻环的可操纵收发机单元的电子电路的示意图，该收发机单元用于从远程传感器接收数据信号以及向远程传感器发射信号；

图4是电子框图，示意性地表示了远程传感器的电子设备；

图5是图4中所示的根据本发明第一实施方案的通信电路的示意图；

图6是图4中所示的根据本发明第二实施方案的通信电路的示意图；

图7是图4中所示的根据本发明第三实施方案的通信电路的示意图；

图8是图4中所示的根据本发明第四实施方案的通信电路的示意图；

图9是图4中所示的根据本发明第五实施方案的通信电路的示意图；

图10是图4中所示的根据本发明第六实施方案的通信电路的示意图；和

图11是一个框图，该图概念性地显示了根据本发明的可操纵收发机单元与远程传感器的协同工作情况。

具体实施方式

参考图1，本发明的一个示例性用法涉及包含用于钻出井孔12的钻柱(未示出)的钻环10。如图2中所示，钻环10设置有包含数据获取电路16的探测器段14，其中该数据获取电路包含图3的发射机/接收机电路18。

参考图2，钻环10包含压力计20，该压力计的压力传感器22通过钻环通道24受到井孔12中的钻孔压力的作用。压力计20感应所选定的次表面地层深度处周围的压力并且被用于检验远程传感器的压力校准。通过压力计20将表示井孔周围压力的电信号(未示出)发射到数据获取电路16的电路。然后，数据获取电路16进行远程传感器26的压力校准，如图1中所示，该远程传感器位于该特定的钻孔深度处。

如图1所示，钻环10还设置有一个或多个远程传感器插座28。每个传感器插座28中装有一个远程传感器26，用于定位在与井孔12相交的所选定的感兴趣的次表面地层内。如将在下面进一步讨论的那样，在这个特定的实施方案中，远程传感器26在钻井孔12的同时被定位。但是，值得注意的是，可以预先放置远程传感器26并且结合本发明的可操纵收发机单元使用该远程传感器。在这样的实施方案中，工作重点在于识别远程传感器26的位置，如将在下面被详细地讨论的那样。

远程传感器26是封装的“智能”传感器，它被从钻环10移动到井孔12周围的地层中的某个位置。远程传感器26感应地层的特性，例如压力、温度、岩石渗透性、疏松度、传导性以及介电常数等等。远程传感器26被适当地封装进传感器外壳中，该传感器外壳具有足够的结构完整性，从而在从钻环10运动到井孔12周围的次表面地层的横向嵌入位置时，可以抵挡破坏作用。

再次参考图1，该图显示了单个的远程传感器26以与井孔12大体上垂直的方式嵌入在地层当中，并且因此也与钻环10大体上垂直。掌握了本公开的益处的本领域技术人员可以理解，这种横向嵌入运动不必与井孔12垂直，但可以通过以各种角度进入所希望的地层位置从而实现这种横向嵌入运动。可以利用以下的一种或多种方法来实现传感器的放置：(1)钻入钻孔壁30并且将远程传感器26设置在地层中；(2)通过水压或其它机械穿透装置将封装的远程传感器26冲/压入地层；或者(3)利用推进剂燃料将远程传感器26射入地层。根据实施的方式，可以使用上述技术中的任何一种。例如，尽管所举例说明的实施方案使用水压机构(在下面将详细讨论)，但是可选择的实施方案则使用发射的方式放置远程传感器26，该方式在Espinosa等人的美国专利No.6467387中进行了详细的讨论，并且该专利被转让给了本发明的受让人。

再次参考图2，水动压头32放置远程传感器26使得该远程传感器穿透次表面地层，从而有助于感应地层的特性。为了实现传感器放置，钻环10设置有一个内部圆柱形孔34，在该孔中放置了一个具有压头32的活塞元件36，设置该元件用于驱动该封装的远程智能传感器26。活塞元件36受到水压作用，该水压是通过水压供应通道42从水压系统40传递到活塞室38的。数据获取电路16有选择性地激活水压系统40，从而使该远程传感器26可以相对于该地层深度处的钻孔周围的压力得到校准，如上面所描述的那样。然后，可以将远程传感器26从插座28移动到钻孔壁30之外的地层中，从而地层压力特性将不会受到钻孔的影响。

现在参考图3，图1中所示的钻环10的数据获取电路16包含由收发机功率驱动器46(如功率放大器)驱动的收发机单元44，并且驱动频率由振荡器48决定。如将在下面详细解释的那样，收发机单元44会收到将由远程传感器26发射到钻环10的探测器段14的信号。值得注意的是，当实施本发明时，并不必采用2∶1的比例，也可采用其它的比例。根据实施的方式，收发机单元44包含阵列天线50以及一个或多个收发机52。

参考图4，图1中所示的远程传感器26的电路包含至少具有一个接收机线圈56或RF天线的通信电路54。通信电路54的输出端58连接到控制器电路60。控制器电路60被设置为，其控制输出端62中的一个被提供到压力计64，从而压力计输出信号将被传送到模/数转换器(ADC)/存储器66，该模/数转换器(ADC)/存储器66通过导线68接收来自压力计64的信号，并且通过导线70接收来自控制器电路60的控制信号。电池72通过功率导线76、78和80连接到传感器26的各种电路器件。ADC/存储器电路66的存储器输出82被提供到接收机线圈控制电路84。接收机线圈控制电路84起到驱动电路的作用，它通过导线86驱动天线56，从而向发射机/接收机电路18发射数据，如图3中所示的那样。

参考图5，在一个实施方案中，通过振荡电路88来形成通信电路54，该振荡电路包含与电容电路92并联的天线56。电容电路92包含一对电容，它们被表示为电容92a和92b，并且它们相互串联。电容92a和92b共同接地，该接地处用92c表示。该通信电路54中还包含反馈网络94。连接反馈网络94从而有选择性对振荡电路88进行偏置，从而分别在端口88a和88b处产生一个或多个信号，该信号用信号96表示。

反馈网络94包含第一和第二反馈电路。第一反馈电路包含双极型晶体管98，该双极型晶体管的发射极98a连接到开关100的一极。开关100的其它极连接到V_SUPPLY和输入端ASK_IN。晶体管98的基极98b连接到电阻102和电容104。电阻102串联在基极98b和地92c之间。电容104串联在基极98b和振荡电路88的端口88a之间。第二反馈电路包含双极型晶体管106，该二极管的发射极106a接地。晶体管106的基极106b连接到电阻108和电容110。电阻108串联在基极106b和V_SUPPLV之间。晶体管106的集电极106c通过电容112a连接到开关112的一极，并且集电极106c和电容112a共同连接到振荡电路88的端口88a。开关112的其它极接地和连接到输入端FSK_IN。电容110串联在基极106b和振荡电路88的端口88b之间。

通过这种配置，天线56起到振荡电路88的电感的作用，它使得通信电路54总是工作于希望得到的谐振频率，即天线56总是与振荡电路88发生谐振。因此，通信电路54的稳定时间被最小化，由此在使发射数据所需的功率最小化的同时，提高了数据吞吐量。通信电路54的谐振频率由天线56和电容电路92的值决定。第一和第二反馈电路的晶体管98和106以及电容104和110分别实现了振荡电路的反馈环。具体地说，第一和第二反馈电路中的每一个电路都向振荡电路88提供了360°的反馈。当被激活的时候，电阻102使得第一反馈电路的晶体管98正向偏置，并且电阻108使得第二反馈电路的晶体管106正向偏置。由于天线56上的信号发生了180°的翻转，结果是在端口88a和88b处获得了天线56上的最大电压。可以理解，由于晶体管98和106仅导通非常短的时间，所以用于生成天线56上的最大电压而消耗的功率上是最小的。

电容92a和92b的值的比值C1/C2规定了振荡电路88的平衡点以及信号96的振幅，其中C1是电容92a的值，C2是电容92b的值。如果值C1和值C2基本上是相等的，那么振荡电路88工作在平衡状态并且因此天线56上的信号的振幅基本上是相等的，该振幅在地和V_SUPPLY之间振荡。如果值C1和值C2不相等，那么振荡电路88工作在非平衡状态，这导致天线56上的信号的振幅不相等。无论振荡电路88工作在平衡状态还是非平衡状态，在端口88a和88b处测量到的天线56上的信号的差分电压水平基本上不会受到影响。因此，端口88a和88b处的数据转移功率是相同的，即功率损耗被最小化。因此，通信电路54既适合用作差分模式发射机，也适合用作共用模式接收机，这将在下面被详细地讨论。

第一反馈电路通过使用幅移键控(ASK)技术使得数据通信变得容易。为了实现这一目的，激活开关100从而将发射极98a连接到输入端ASK_IN。在输入端ASK_IN处感应到的信号激活和关闭振荡电路88，由此提供天线56中的发射电流。通过这种方法，对天线56所产生的信号96进行编码从而使该信号包含在ASK_IN处接收到的信息。例如，图4中显示的压力计64可以向输入端ASK_IN发射信号。这导致振荡电路88响应于此而发射信号96，由此将从压力计64获得的信息发射到相对于通信电路54被放置在远处的接收机(未示出)。在一个实施方案中，来自压力计64的信号是数字信号。

可选择地，通过对第二反馈电路使用频移键控(FSK)技术，可以对信号96进行编码从而使其包含信息。为了实现这一目的，利用开关100将发射极98a连接到V_SUPPLY从而将振荡电路88切换到连续振荡的状态。在输入端FSK_IN处可以感应到例如由压力计64生成的信号。在FSK_IN处的信号有选择性地使电容112a与电容92a并联，由此改变了振荡电路88的谐振频率。通过这种方式，可以产生信号96，从而发射出现在FSK_IN处的信息。

参考图6，通过对第一反馈电路稍做修改，通信电路154可以起到信号接收机的作用，用于接收利用ASK技术而调制的信号。为了实现这一目的，在发射极98a和地之间连接有整流电容114。发射极98a和整流电容114之间的共用连接规定了输入端口116，并且可以将一个能量开关连接到该输入端口，并且通过接收唤醒信号对该能量开关进行远程操作，这在现有技术中是公知的。

当在端口88b处接收到具有大于晶体管98的基极-发射极阈值的振幅的信号时，晶体管98以反向模式工作。因此，当端口88b处的信号强时，通过晶体管98的集电极-基极二极管对整流电容114进行充电。经过充电，整流电容114的电压电平与端口88b处的电压电平减去晶体管98的集电极-基极饱和电压的差相等。随着端口88b处的信号96的电压电平下降以及端口88a处的信号96的电压电平上升，基极98b处的电压相对于集电极106c处的电压变为正值。晶体管98的这种偏置形式阻止了集电极-发射极电流并且防止发射极98a处的电压下降，直到天线56不再感应到信号为止。

参考图7，通过将开关160的一极连接到发射极98a，而开关160的其余两极连接到V_SUPPLY和整流电容114，可以使得通信电路254的功能在发射极和接收机之间变换。通过这种方法，利用开关160将发射极98a连接到V_SUPPLY并且采用上述的FSK技术进行发射，通信电路254可以起到发射机的作用。通过操作开关160使得发射极98a和整流电容114相连接，可以使通信电路254起到接收机的作用，并且该通信电路如在上面参考图6所讨论的那样进行工作。

参考图8，通信电路354的另一个实施方案包含连接到天线56和电容92b的包络解调器120。包络解调器120包含在地和二极管126的阴极之间并联的整流电容122和电阻124。二极管126的阳极连接到天线56和振荡电路88的电容92b。当所选择的电容92a和92b的值使振荡电路88处于非平衡状态时，例如电容92a的值远远大于电容92b的值时，振荡电路88对天线56感应到的信号具有最大的灵敏度。因此，在端口88a处所提供的信号96相对于地的电压电平比端口88b处的信号96的电压电平大的多。这使得与在上面参考图6所讨论过的接收机配置相比，探测小得多的信号变得容易。如果希望的话，可以在二极管126的阴极和电阻124之间的点126a处连接一个比较器，从而将被整流后的信号变成一个逻辑信号。

参考图9，当通信电路454起到接收机的作用时，为了提高通信电路454的灵敏度，将匹配的双二极管电路128连接到电容92b和天线56。匹配的双二极管电路128包含运算放大器130以及第一和第二二极管132a和132b，这两个二极管的阳极共同连接到耦合电容134和偏置电阻136。电阻138串联在二极管132b的阴极和地之间，而二极管132a的阴极共同连接到运算放大器130的反向输入端和电阻138。包含并联的电容140b和电阻140a的RC网络140，串联在地和二极管132a的阴极之间。二极管132a的阴极和RC网络140都连接到运算放大器130的非反向输入端V+。

参考图4和9，在该示例性实施方案中，电阻138的阻值略高于电阻140a的阻值。当天线56处没有信号的时候，由于稍高的正向偏置电流的影响，二极管132a上的压降大于二极管132b上的压降。电压随着偏置电流的增加而增加。当天线56感应到信号的时候，由二极管132a而不是由二极管132b对该信号进行整流。运算放大器130忽略了反向输入端V^-处的信号的AC分量。因此，运算放大器130的输入端V^-处的DC电压大于运算放大器130的输入端V⁺处的DC电压。因此，运算放大器130改变状态。当天线56处的信号中止的时候，电容140b进行放电，并且运算放大器130返回到其初始状态。通过这种方法，响应于天线56所感应到的信号，在运算放大器130的输出端O/P处产生了数字信号。可以将O/P处的信号传输到控制器电路60从而进行进一步的处理。通过提供匹配的二极管配置，运算放大器130可以在低频率上工作，如在KHz范围内，并且因此，可以使用低功率/低带宽运算放大器来提供显著的功率节省益处。为了提高接收机电路128的灵敏度，可以连接一个附加的预放大器(未示出)，使得电容134共同连接到该预放大器的输入端，并且该预放大器(未示出)的输出端共同连接到二极管132a和132b的阳极。

匹配的双二极管电路128的另一个好处是，当该电路受到温度循环的影响时，它提供了较高的稳定性，即输入端V⁺处的电压减去输入端V^-处的电压所得到的差分电压对温度的依赖性相对较低。二极管132a和132b的偏置电流是I1和I2。电容140b和电阻138的值分别是R₁和R₂。比值R₁/R₂限定了比值I1/I2。因此，可以按照下面的等式定义二极管132a和132b的正向偏置电压之差ΔV_D：

$\left(1\right)--\frac{R_4}{R_5}=\frac{I_5\left(e\right)}{I_S(\frac{U_{D2}}{e^{\mathrm{\η}{U}_T}1})}\≈e^{\frac{{\mathrm{\ΔV}}_D}{\mathrm{\η}{U}_T}},\frac{R_4}{R_5}=\frac{I_S\left(e^{\frac{U_{D1}}{\mathrm{\η}{U}_T}}1\right)}{I_S\left(e^{\frac{U_{D2}}{\mathrm{\η}{U}_T}}1\right)}\≈e^{\frac{{\mathrm{\ΔV}}_D}{\mathrm{\η}{U}_T}}$

通过等式1解ΔV_D可以得到下面的等式：

$\left(2\right)--{\mathrm{\ΔV}}_D=\mathrm{\η}{U}_T\ln \left(\frac{R_4}{R_5}\right)$

其中η是发射系数，本例中对于正向偏置二极管来说，η≈2。通过下面的等式定义变量U_T：

$\left(3\right)--U_T=\frac{\mathrm{kT}}{q}$

假设振荡电路88的工作温度在300K和450K之间，那么所得到的U_T值如下：

              (4)U_T(300K)≈26mV

              (5)U_T(450K)≈39mV

希望使最小探测输入阈值电压低于最大输入偏移电压。假设运算放大器130的输入偏移电压低于3mV，那么可以按照下面的等式定义比值R₁/R₂：

$\left(6\right)--{\mathrm{\ΔV}}_D\≈3\mathrm{mV}=52\mathrm{mV}\ln \left(\frac{R_4}{R_5}\right),$

通过该等式可以得到下面的等式：

$\left(7\right)--\frac{R_4}{R_5}=e^{\frac{3\mathrm{mV}}{52\mathrm{mV}}}\≈1.06.$

因此，在上面所示的例子中，根据等式(1)到(7)，如果电阻失配比是6％，那么这会使得在300K时，ΔV_D的值是3mV，而在450K时，ΔV_D的值是4.5mV。如显示的那样，在该温度范围内，差分电压ΔV_D非常稳定。阈值的少量提高是我们希望得到的结果，这是因为运算放大器的输入偏移电压大体上倾向于随温度的升高而升高。

参考图4和10，通信电路554包含连接到振荡电路88的电压乘法器电路142。电压乘法器电路142包含耦合电容144，该耦合电容连接到第一二极管146的阴极和第二二极管148的阳极。整流电容150串联在第二二极管148的阴极和地之间。第一二极管146的阳极连接到端口88a。电压乘法器电路142提高了天线56所感应到的信号的振幅。当天线56感应到信号的时候，整流电容150进行充电。一旦整流电容150被充电，那么耦合电容144被用于解调数据。二极管146和148对信号进行整流，并且经整流的解调后的数据出现在输出端152处，该数据可以被传输到其它电路，例如控制器电路60。然后，该解调后的数据可以直接被电压调节器所使用。如果希望的话，可以在振荡电路88和输出端152之间级连多个电压乘法器电路142。如果在很短的脉冲串内对整流电容150进行充电，那么振荡电路88可以被用于同时接收能量和数据。

参考图2和11，在工作中，一旦放置好了远程传感器26，它就开始采集数据。在一个特殊的实施方案中，远程传感器26包含周期性地启动远程传感器26的定时器。然后，远程传感器26获取数据，并且将数据存储到ADC/存储器66中，如图4中所示，然后远程传感器返回休眠状态。当阵列天线50与远程传感器26的天线56对准的时候，包含功率放大器(未示出)的钻环发射机162通过阵列天线50向远程传感器26发射唤醒音。该唤醒音的发射频率位于振荡电路88的带宽之内，其中该振荡电路如图10所示，并且该频率接近于远程传感器26的谐振频率。如果与天线50离得足够近的话，远程传感器26通过其天线56接收该音，通过接收机唤醒电子器件(未示出)探测该接收到的信号，并且如果该信号具有希望得到的频率，则远程传感器26被唤醒。然后，远程传感器26向钻环发射机162发射一个确认信号，并且等待接收命令。

在被钻环发射机162唤醒的时候，远程传感器26可以接收和执行多个命令，例如获取数据、发射数据、存储器读取以及存储器写入等。最通常地，钻环发射机162将命令远程传感器26发射数据。远程传感器26通过天线56向发射机/接收机电路18发射测量数据，然后返回到休眠状态。发射机/接收机电路18中的接收机156对该数据进行放大、解调和解码。钻环电子器件中的双工器158为钻环10中的接收机156提供保护。通过连接在阵列天线50和双工器158之间的调谐电路164等等，对钻环10中的阵列天线50进行调谐，使之与远程传感器26的发射频率发生谐振。

更特别地，钻环10被放置在离远程传感器26很近的地方。在一些实施方案中，钻环10实际上被用于放置远程传感器26，在这种情况下，钻环10将离远程传感器26很近。如果远程传感器26是预先放置的，那么可以通过关于其放置情况的记录来确定它的位置。作为最后一种可供采用的方法，图3中所示的收发机单元44可以被用于通过使钻环在井孔12中上下移动从而确定远程传感器的位置。钻环10中的发射机/接收机电路18发射电磁波，从而“打开”远程传感器26并且使得传感器26发回识别编码信号。该“握手”过程可以被用于识别远程传感器26的位置，这是因为接收到来自远程传感器26的握手信号将指示钻环10的位置离远程传感器26的位置足够近。

一旦确定了远程传感器的位置，就可以对远程传感器26的位置进行跟踪。钻环10和远程传感器26之间的通信典型地发生在钻井操作期间，尽管这对于实施本发明来说并不是必要的。因此，收发机单元44相对于远程传感器26会发生某种程度的平移和旋转运动，并且这种运动应该被跟踪。这可以通过在美国专利申请No.09/899243中所讨论的方法来实现，其中该美国专利申请的题目为“用于地层中向下打孔数据获取的可操纵的收发机单元(STEERABLE TRANSCEIVER UNIT FORDOWNHOLE DATA ACQUISITION IN A FORMATION)”。

握手过程启动远程传感器26的电子器件从而进入获取和发射模式，并且在远程传感器26的电平获得压力数据和其它表示所选地层的特性的数据，以及传感器的识别码。值得注意的是，在一些实施方案中，当发射机不工作时，例如当没有阵列天线50的时候，远程传感器26可以连续地获取数据。与此同时，获取压力计数据(压力和温度)以及其它所选地层的特性并且远程传感器26的电子器件将这些数据转换为一个或多个串行数字信号。通过发射机/接收机电路18，可以将该数字信号或多个数字信号从远程传感器26发射回钻环10。这是通过将数据的每个单个的比特同步并编码为一个特定的时序而得以实现的。在已经获得了稳定的压力和温度读数并成功地将它们发射到钻环10上携带的电路之后，终止数据获取和发射，或者至少终止发射(根据实施方案)。

每当启动上述序列的时候，收发机功率驱动器46向位于钻环10中的发射机/接收机电路18提供能量。钻环10发射电磁波，并且该电磁波的频率由振荡器48确定。所选择的频率可以在从10KHz到50MHz的范围内。一旦远程传感器26进入发射机/接收机电路18的影响范围之内，那么位于远程传感器26之内的天线56将通过接收机控制线圈84和天线56辐射回频率是原始频率两倍的电磁波。

以上内容是对特殊实施方案的详细描述。在上面公开的这些特殊实施方案仅起到举例说明的作用，因为对于那些掌握了本发明的益处的本领域的技术人员来说，可以按照不同但是等效的方式来修改和实施本发明。而且，除了下面的权利要求中的限制之外，无意对这里所显示的结构或设计的细节进行限制。因此，很明显的是，上述的特殊实施方案可以被修改并且这些变型被认为是在本发明的权利要求范围之内。相应的，这里的保护范围是以下的权利要求书提出的。上述的本发明的实施方案是示例性的。对上面所引用的公开内容可以进行许多修改，而仍保持在本发明的范围之内。因此，不应根据上面的说明书确定本发明的范围，而是应该根据所附的权利要求以及它们的等价物的全部范围确定本发明的范围。

Claims (25)

1.一种无线通信电路，包含：

天线；

与所述天线并联的电容电路，限定了具有第一和第二端口的振荡电路，其中所述电容电路包含一对串联的电容，所述的一对电容共同接地；以及

连接到所述振荡电路的反馈网络。

2.如权利要求1中所述的通信电路，其中所述反馈网络向所述第一和第二端口中的每一个端口提供360°的反馈。

3.如权利要求1中所述的通信电路，其中所述反馈网络被连接以便提供所述天线上的最大信号摆幅。

4.如权利要求1中所述的通信电路，其中所述的一对电容中的每一个电容具有基本上相同的值。

5.如权利要求1中所述的通信电路，其中所述的一对电容中的每一个电容具有不同的值。

6.如权利要求1中所述的通信电路，其中所述振荡电路限定了一个信号，并且所述反馈网络被连接以便接收数据，从而选择性地使用所述数据对所述信号进行编码。

7.如权利要求1中所述的通信电路，其中所述振荡电路限定了一个信号，并且所述反馈网络还包含第一和第二反馈电路，从而允许选择性地对所述信号进行编码，其中所述第一反馈电路连接到所述振荡电路从而利用幅移键控技术选择性地对所述信号进行编码，以及所述第二反馈电路连接到所述振荡电路从而利用频移键控技术选择性地对所述信号进行编码。

8.如权利要求1中所述的通信电路，还包含与所述振荡电路并联的整流电路，以便对所述天线感应到的信号进行整流。

9.如权利要求1中所述的通信电路，还包含与所述一对电容中的一个电容和所述天线相连的包络解调器电路。

10.如权利要求1中所述的通信电路，还包含与所述一对电容中的一个电容和所述天线相连的匹配的双二极管接收机电路。

11.如权利要求1中所述的通信电路，还包含与所述一对电容中的一个电容和所述天线相连的电压乘法器。

12.一种通信电路，包含：

振荡电路，其具有与电容电路并联的电感，所述电容电路包含串联的一对电容，其中所述的一对电容具有与其相关的第一和第二值，并且所述的一对电容都接地；以及

反馈网络，其连接到所述振荡电路从而选择性地偏置所述振荡电路以使之起到发射机和接收机的作用。

13.如权利要求12中所述的通信电路，其中所述振荡电路定义了一个信号，并且所述反馈网络还包含一个反馈电路从而允许选择性地对所述信号进行编码。

14.如权利要求12中所述的通信电路，其中所述振荡电路定义了一个信号，并且所述反馈网络还包含第一和第二反馈电路从而允许选择性地对所述信号进行编码，其中所述第一反馈电路连接到所述振荡电路从而利用幅移键控技术选择性地对所述信号进行编码，以及所述第二反馈电路连接到所述振荡电路从而利用频移键控技术选择性地对所述信号进行编码。

15.如权利要求13中所述的通信电路，还包含与所述电感和所述的一对电容中的一个电容相连的包络解调器电路。

16.如权利要求13中所述的通信电路，还包含与所述振荡电路并联的整流电路，该整流电路用于对由所述电感感应到的信号进行整流。

17.如权利要求16中所述的通信电路，还包含与所述的一对电容中的一个电容和所述电感相连的匹配的双二极管接收机电路。

18.如权利要求16中所述的通信电路，还包含与所述的一对电容中的一个电容和所述电感相连的电压乘法器。

19.一种利用无线信号与连接到反馈网络的振荡电路进行通信的方法，所述方法包含：

通过将天线与电容电路并联，使得所述天线持续地工作在谐振状态下，从而形成所述振荡电路；以及

通过利用所述反馈网络选择性地偏置所述振荡电路，从而产生振荡信号。

20.如权利要求19中所述的方法，还包含利用所述反馈网络向所述振荡电路提供360°的反馈。

21.如权利要求19中所述的方法，还包含接收包含有信息的数据信号，并且用所述信息对所述振荡信号进行编码。

22.如权利要求19中所述的方法，还包含接收包含有信息的数据信号，并且采用FSK技术，用所述信息对所述振荡信号进行编码。

23.如权利要求19中所述的方法，还包含接收包含有信息的数据信号，并且采用ASK技术，用所述信息对所述振荡信号进行编码。

24.如权利要求19中所述的方法，还包含感应共模信号并产生数字输出。

25.如权利要求19中所述的方法，还包含利用所述天线交替地感应共模信号和发射差模信号。

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