一種一體式有源透地電偶極子天線的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種有源天線，具體設及一種一體式有源透地電偶極子天線，屬 于地下無線通信天線技術領域。
【背景技術】
[0002] 電流場地下無線通信中電偶極子天線因具有布放簡單、天線尺寸小、克服傳統天 線福射效率低等優點，被廣泛應用于穿透地層的地下無線通信領域。在地下無線通信領域， 主要使用電偶極子天線來實現穿透地層、巖層的無線通信，如煤礦、地鐵、礦山、涵桐等，傳 輸數字短信息、語音信號及視頻圖片信息，來保障日常的通信調度及應急救援通信等。其通 信的基本原理是通過與地層接觸良好的電偶極子天線兩端感應的電勢差來實現信號的傳 遞接收功能。
[0003] 在礦區地表或者礦井巷道中，環境較為惡劣，巷道中不時會有用直流120V作為電 源的機車通過，機車在工作瞬間會有較大的瞬時電流涌入大地，電偶極子天線會感應出較 高幅度的瞬時脈沖電壓，從而導致接收機不能正常工作；同時接收機需要幾十米的饋線來 接收天線微弱信號，天線信號易受到外界電磁場的干擾，只有對天線微弱信號進行合理的 放大處理才能保證接收機的性能。目前在傳統透地通信試驗中，將成對的鋼管或者石墨材 質的電極打入地下，電極之間的間隔為20-40米（具體根據場地條件的限制），與地層或者 巖石層接觸良好W后，直接連接饋線，實現電偶極子天線的功能。運種方式較為簡單、便于 試驗條件的搭建，但是天線方式較為簡單，傳輸信號容易受到干擾，不能抑制強脈沖電壓的 沖擊，而且運種方式的天線接地電阻會因地質條件的不同發生較大的改變，接收機前端電 路需要根據不同地理位置配置不同的電路實現方式來適應天線接地電阻的變化。接收機應 用不具有普遍性，需要針對不同地層結構設計不同的接收機前端處理電路。 【實用新型內容】
[0004] 有鑒于此，本實用新型提供一種一體式有源透地電偶極子天線，該天線將微弱信 號放大電路板通過封裝組件與接地電極進行連接，形成一體化的復合天線，接入到天線饋 線的信號經過微弱信號放大電路板放大到設定值，從而減少外部干擾信號對天線信號在饋 線傳輸過程中的干擾。 陽0化]實現本實用新型的技術方案如下：
[0006] 一種一體式有源透地電偶極子天線，包含接地電極、封裝套件、電路模塊和裝配接 口；其中，所述接地電極為金屬或者石墨材質的管材；所述封裝套件為一端封閉一端開口 且內部中空的鋼管，封裝套件的內部設有用于U型槽；所述電路模塊為微弱信號放大電路 板，其周向固連U型邊框，所述U型邊框上設有電路板裝配孔；
[0007] 所述接地電極連接于封裝套件的一端，所述裝配接口連接于封裝套件的另一端； 所述微弱信號放大電路板通過所述裝配孔安裝于所述U型槽內，微弱信號放大電路板通過 軟排線與裝配接口內部接頭相連，裝配接口外部接口與饋線電纜相連。
[0008] 作為本實用新型的一種優選方式，所述裝配孔與卡槽彈黃片連接，并通過彈黃片 與封裝套件接觸良好，從而保證信號的傳輸。
[0009] 作為本實用新型的一種優選方式，所述裝配接口一端配置螺紋結構，同時螺紋底 部配有水密橡膠墊圈，通過螺紋結構與封裝套件進行相連，所述裝配接口另一端配置水密 接頭，用來與饋線電纜進行連接。
[0010] 作為本實用新型的一種優選方式，所述天線還包括與微弱信號放大電路板相連的 阻抗選擇模塊，微弱信號放大電路板通過前端的阻抗選擇模塊適應不同地層結構變化導致 的天線接地阻抗的變化，有較強的環境適應性。
[0011] 作為本實用新型的一種優選方式，所述微弱信號放大電路板設置有限幅模塊，用 于瞬間強脈沖電壓信號進行抑制。
[0012] 有益效果：
[0013] (1)通過分體式的裝配結構，將接地電極、封裝套件與裝配接口通過連接成一體的 復合有源天線，使天線具有較強的環境適應性。
[0014] (2)封裝套件可W采用3D打印進行加工，一體化成型，保證其結構強度和耐壓密 封效果。
[0015] (3)微弱信號放大電路板邊框通過螺釘與彈黃片連接，固定在封裝套件的U性凹 槽內，便于電路板的拆卸和更換。
[0016] (4)微弱信號放大電路板通過前端的阻抗選擇模塊適應不同地層結構變化導致的 天線接地阻抗的變化，有較強的環境適應性。
[0017] (5)裝配接口采用水密耐腐蝕接頭，保證饋線電纜連接的安全性，有效防止天線被 地層的腐蝕，同時避免饋線電纜信號線與地層接觸時帶來天線接地阻抗的變化。
【附圖說明】
[0018] 圖1為一體式有源透地電偶極子天線示意圖；
[0019] 圖2為封裝套件示意圖；
[0020] 圖3為微弱信號處理電路板結構示意圖；
[0021] 圖4為微弱信號處理電路板與卡片彈黃裝配示意圖；
[0022] 圖5為饋線電纜結構示意圖；
[0023] 圖6為裝配接口示意圖；
[0024] 圖7為運放電路阻抗示意圖； 陽0巧]圖8為微弱信號處理電路功能模塊示意圖；
[0026] 其中：1-接地電極、2-封裝套件、3-裝配接口、4-螺紋、5-螺紋、6-U型槽、7-電路 板U型邊框、8-電路板裝配孔、9-卡片彈黃、10-螺母、11-螺栓、12-饋線電纜絕緣層、13-饋 線電纜屏蔽層、14-信號電纜絕緣層、15-信號電纜屏蔽層、16-信號電纜傳輸線、17-裝配接 口、18饋線電纜和19微弱信號放大電路板。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖并舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。
[0028] 本實施例提供一種運用于無線透地通信領域的一體式有源透地電偶極子天線，該 天線的接地電極、封裝套件、微弱信號放大電路板和裝配接口可分離拆卸及更換，從而便于 天線適應不同的地理環境和布置空間。
[0029] 如圖1所示，本實用新型一體式有源透地電偶極子天線包括接地電極1、封裝套件 2和裝配接口 3。其中接地電極1為長度1-1. 5米、直徑為50mm的鋼管或者石墨圓管，封裝 套件2為一端封閉一端開口，內部中空的鋼管，兩端分別設置螺紋4和螺紋5接口，同時內 部設置可W固定微弱信號放大電路板的U型槽6,如圖2所示。該鋼管可采用3D打印技術 一次加工成型，U型槽6能夠容納微弱信號放大電路板19插入和固定，W保證其結構強度， 同時使其具備沖擊和耐壓性能。
[0030] 微弱信號放大電路板19的周向固連U型邊框7,所述U型邊框7上設有電路板裝 配孔8,如圖3所示。通過所述裝配孔8,卡片彈黃9利用螺栓11和螺母10將其與微弱信 號放大電路板固定在一起，如圖4所示。為了確保信