磁导透地通信是一种无线通信技术,它通过发送线圈和接收线圈之间准静态磁场的耦合实现数据的无线传输。这种通信技术在国外的研究始于19世纪20年代初,当时美国矿务局成立了专家组研究透地无线电。1930年,美国物理学家Wallace Joyce通过大量实验,对透地通信的天线、信号频率进行了研究,验证了透地通信的可行性。1949年,南非研制成功了一个真正意义上的透地通信系统。
磁导透地通信的主要优点在于其能够在地下环境中传输距离远、抗干扰,并且天线设计简单。这种通信技术的研究起源于美国,后来逐渐得到全球范围内的关注和发展。例如,约2005年,加拿大VA公司利用500Hz带宽在一个矿山中成功实现了语音透地通信。2008年之后,美国LM公司、STOLAR公司都成功研发并测试了一些磁感应透地通信新产品,这些产品采用磁通门传感器、量子扰动超导探测器作为接收端的磁场接收器,提高了系统性能。
在国内,也有许多学者投入到这一领域,并取得了一定成果。磁感应透地通信这一领域正处于快速发展阶段,是当前透地通信的研究热点。这种通信技术的工作频率通常选择在几百赫兹到几万赫兹之间,这是因为信号的频率越低,在穿透地层时的信号衰减就越小,同时可利用的传输带宽越小,因而频率更低,意味着信息传输的速率降低。
磁导透地通信系统的实现依赖于磁场发生器和磁场接收器。传统的磁场发生器使用铁氧体磁场发生器发射通信磁场,而接收器则使用tmr磁电阻。然而,这种方法存在磁导率太低的问题,加上磁芯会产生涡流损耗,最终会降低磁场的发射强度。为了解决这个问题,本发明提供了一种透地磁场通信装置,它采用坡莫合金材料制作磁芯,相比传统铁氧体材料具有更高的磁导率。此外,还采用了原子磁力仪作为磁场接收传感器,较低的磁场检测灵敏度可以接收到更加微弱的磁场信号,从而拓宽了磁场通信距离。
总的来说,磁导透地通信是一种有效的无线通信技术,它在地下环境中具有广泛的应用前景。随着技术的不断进步,相信磁导透地通信在未来会有更广泛的应用和发展。