磁棒天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種磁棒天線。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程施工中，經(jīng)常需要穿透地層將地底的采集信號(hào)通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)降乇恚缓笸ㄟ^地表的儀器如手持儀表還原與分析。
[0003]現(xiàn)代通訊技術(shù)中WiF1、藍(lán)牙、ZigBee等因無法穿透厚厚的障礙層而無法使用。傳統(tǒng)的Ik?10kHz的電磁波在采用磁棒天線發(fā)射的方式時(shí)反而比較容易穿透地層，但是其穿透的距離有限，并且易受外部環(huán)境的干擾。隨著城市化進(jìn)程的加快和管網(wǎng)布置的復(fù)雜，非開挖的施工從最初的地下10米以內(nèi)已經(jīng)擴(kuò)展到了 20米至30米。因此迫切地需要一種信號(hào)傳輸距離長(zhǎng)的磁棒天線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種磁棒天線，以改善現(xiàn)有的磁棒天線信號(hào)傳輸距離有限、易受外部環(huán)境的干擾的不足。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種磁棒天線，包括磁棒和導(dǎo)線，所述導(dǎo)線的多個(gè)部分以疏密相間的方式依次纏繞于所述磁棒形成多個(gè)線圈。
[0007]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述多個(gè)線圈中的相鄰兩個(gè)線圈的間距大于所述相鄰兩個(gè)線圈中的任何一個(gè)線圈的匝數(shù)與圍成該線圈的導(dǎo)線的直徑的乘積。
[0008]所述多個(gè)線圈滿足預(yù)定的關(guān)系時(shí)，可以使所述多個(gè)線圈所在的磁棒的橫截面的分磁場(chǎng)疊加起來，并且上述的分磁場(chǎng)疊加起來后的磁場(chǎng)強(qiáng)度比均勾分布的導(dǎo)線形成的總磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)。
[0009]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述多個(gè)線圈中的所述相鄰兩個(gè)線圈的間距小于所述相鄰兩個(gè)線圈中的任何一個(gè)線圈的匝數(shù)與圍成該線圈的導(dǎo)線的直徑的乘積的四倍。
[0010]所述多個(gè)線圈中的所述相鄰兩個(gè)線圈的間距除了滿足大于所述相鄰兩個(gè)線圈中的任何一個(gè)線圈的匝數(shù)與圍成該線圈的導(dǎo)線的直徑的乘積，還需要滿足小于所述相鄰兩個(gè)線圈中的任何一個(gè)線圈的匝數(shù)與圍成該線圈的導(dǎo)線的直徑的乘積的四倍。所述多個(gè)線圈滿足上述條件時(shí)，可以使所述多個(gè)線圈所在的磁棒的橫截面的分磁場(chǎng)疊加起來，并且上述的分磁場(chǎng)疊加起來后的磁場(chǎng)強(qiáng)度比均勻分布的導(dǎo)線形成的總磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)。
[0011]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述相鄰兩個(gè)線圈中的一個(gè)線圈的匝數(shù)與所述相鄰兩個(gè)線圈中的另一個(gè)線圈的匝數(shù)不同。
[0012]具體地，相鄰的兩個(gè)線圈的匝數(shù)可以相同，也可以不相同。應(yīng)該理解，上述的相鄰兩個(gè)線圈的匝數(shù)是否相同不應(yīng)該理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0013]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述多個(gè)線圈中的兩兩相鄰的線圈之間的間距不同。
[0014]具體地，所述多個(gè)線圈中的兩兩相鄰的線圈之間的間距可以相同，也可以不相同。應(yīng)該理解，所述多個(gè)線圈中的兩兩相鄰的線圈之間的間距是否相同不應(yīng)該理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0015]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述多個(gè)線圈包括第一線圈、第二線圈、第三線圈以及第四線圈，所述第一線圈的匝數(shù)為第一匝數(shù)，所述第二線圈的匝數(shù)為第二匝數(shù)，所述第三線圈的匝數(shù)為第三匝數(shù)，所述第四線圈的匝數(shù)為第四匝數(shù)，所述第一線圈與所述第二線圈的間距為第一間距，所述第二線圈與所述第三線圈的間距為第二間距，所述第三線圈與所述第四線圈的間距為第三間距，所述導(dǎo)線的直徑與所述第一匝數(shù)、第二匝數(shù)、第三匝數(shù)、第四匝數(shù)、第一間距、第二間距以及第三間距滿足預(yù)定的關(guān)系。
[0016]具體地，所述多個(gè)線圈可以包括第一線圈、第二線圈、第三線圈以及第四線圈，所述多個(gè)線圈還可以包括更多數(shù)量的線圈，并且多個(gè)線圈的數(shù)量可以大于四。故多個(gè)線圈的具體的線圈數(shù)量不應(yīng)該理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0017]上述的第一線圈、第二線圈、第三線圈以及第四線圈每個(gè)線圈可以具有各自相應(yīng)的匝數(shù)，并且所述的第一線圈、第二線圈、第三線圈以及第四線圈各自的匝數(shù)可以相同，四個(gè)線圈中的一個(gè)或幾個(gè)的匝數(shù)可以相同，而所述一個(gè)或幾個(gè)的匝數(shù)可以與四個(gè)線圈中的其他匝數(shù)不同，四個(gè)線圈各自的匝數(shù)也可以互不相同。所述四個(gè)線圈的匝數(shù)不應(yīng)該理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0018]上述的四個(gè)線圈相鄰的兩兩線圈之間可以形成三個(gè)間距，所述三個(gè)間距的間隔距離可以相同，也可以互不相同。應(yīng)該理解，所述三個(gè)間距的間隔距離不應(yīng)該理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0019]并且圍成線圈的導(dǎo)線與上述的四個(gè)匝數(shù)的匝數(shù)數(shù)量以及三個(gè)間距的間隔距離之間可以滿足預(yù)定的關(guān)系。
[0020]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述預(yù)定的關(guān)系包括:所述多個(gè)線圈的匝數(shù)為m，i=1，2，3，4，1 = 1，2，3，4中的1、2、3、4分別表示第一匝數(shù)、第二匝數(shù)、第三匝數(shù)以及第四匝數(shù)，所述多個(gè)線圈中的兩個(gè)相鄰的線圈的間距為1^，111=1，2，3，111=1，2，3中的1、2、3分別表示第一間距、第二間距以及第三間距，所述導(dǎo)線的直徑為Φ ,L1滿足ηΑΦαΚΜηΑΦ )并且滿足η2*Φ〈?ι〈4(η2*Φ ) ;L2滿足η2*Φ〈?2〈4(η2*Φ )并且滿足η3*Φ〈?2〈4(η3*Φ ) ;L3滿足Π3*Φ〈?3
[0021]具體地，所述預(yù)定的關(guān)系如上述的公式所示。
[0022]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述多個(gè)線圈的匝數(shù)數(shù)目均大于等于三。
[0023]所述多個(gè)線圈的匝數(shù)數(shù)目均可以大于等于三，在滿足匝數(shù)數(shù)目大于等于三的情況下，所述多個(gè)線圈的匝數(shù)數(shù)目可以為三，也可以為四，所述多個(gè)線圈的具體匝數(shù)數(shù)目不應(yīng)該理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0024]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述導(dǎo)線的直徑大于0.2毫米。
[0025]圍成線圈的導(dǎo)線的直徑具體可以大于0.2毫米，在滿足導(dǎo)線的直徑大于0.2毫米的情況下，所述導(dǎo)線的具體直徑可以為0.21，也可以為0.25，應(yīng)該理解，所述導(dǎo)線的直徑的具體數(shù)值不應(yīng)該理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026]優(yōu)選地，上述的磁棒天線中，所述磁棒為鐵氧體磁棒。
[0027]鐵氧體是一種具有鐵磁性的金屬氧化物。就電特性來說，鐵氧體的電阻率比金屬、合金磁性材料大得多，而且還有較高的介電性能。鐵氧體的磁性能還表現(xiàn)在高頻時(shí)具有較高的磁導(dǎo)率。
[0028]本發(fā)明提供了一種磁棒天線，該磁棒天線包括磁棒和導(dǎo)線，所述導(dǎo)線的多個(gè)部分以疏密相間的方式依次纏繞于所述磁棒形成多個(gè)線圈。多個(gè)線圈在同一磁棒的各自橫截面的分磁場(chǎng)疊加起來的磁場(chǎng)強(qiáng)度，比現(xiàn)有的均勾纏繞于磁棒的導(dǎo)線所繞制成的線圈的總磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度要強(qiáng)，所以本發(fā)明提供的磁棒天線的信號(hào)傳輸距離更長(zhǎng)，更不容易受到外部環(huán)境的干擾，并且本發(fā)明提供的磁棒天線能同時(shí)提高天線的磁通量。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的磁棒天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的磁棒天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]附圖標(biāo)記如下:
[0033]磁棒110;導(dǎo)線120;線圈130;第一線圈131;第二線圈132;第三線圈133;第四線圈134。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0035]請(qǐng)參見圖1，圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種磁棒天線。該磁棒天線包括磁棒110和導(dǎo)線120，所述導(dǎo)線120的多個(gè)部分以疏密相間的方式依次纏繞于所述磁棒110形成多個(gè)線圈130。
[0036]信號(hào)發(fā)射磁場(chǎng)沿磁棒110被分為若干個(gè)分磁場(chǎng)，所述分磁場(chǎng)的數(shù)量與所述多個(gè)線圈130的數(shù)量一致。如圖1所示，所述多個(gè)線圈130的數(shù)量為五個(gè)，故同樣也有五個(gè)分磁場(chǎng)。
[0037]由于所述多個(gè)線圈130中的每個(gè)線圈130的匝數(shù)均較少，每段分磁場(chǎng)均可以產(chǎn)生各自線圈的最大磁通密度的磁場(chǎng)。并且由于每段分磁場(chǎng)的極性相同，整個(gè)磁棒110的磁場(chǎng)強(qiáng)度相當(dāng)于五個(gè)分磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度之和。
[0038]現(xiàn)有的磁棒天線將線圈130均勾繞制于磁棒110，由于線圈13Ο0?數(shù)多，故通入較小的電流就會(huì)出現(xiàn)超過磁棒110的最大磁通密度的現(xiàn)象。因此現(xiàn)有的磁棒天線能夠產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度為磁棒110的單個(gè)截面積內(nèi)的最大磁通密度，可以將它設(shè)為總磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)電流繼續(xù)增加時(shí)，由于磁場(chǎng)已經(jīng)飽和，所增加的部分均變?yōu)闊o用功被消耗掉，因此發(fā)射效率很低。
[0039]而在如圖1所示的磁棒天線中，雖然分磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度與總磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度相比小一些，但五個(gè)分磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度之和大于總磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，磁棒天線所能產(chǎn)生的電磁信號(hào)強(qiáng)度越強(qiáng)，故本發(fā)明實(shí)施例提供的磁棒天線的信號(hào)傳輸距離更長(zhǎng)。
[0040]具體地，所述多個(gè)線圈130中的相鄰兩個(gè)線圈的間距L大于所述相鄰兩個(gè)線圈中的任何一個(gè)線圈的匝數(shù)與圍成該線圈的導(dǎo)線的直徑的乘積。并且所述多個(gè)線圈130中的所述相鄰兩個(gè)線圈的間距L小于所述相鄰兩個(gè)線圈中的任何一個(gè)線圈的匝數(shù)與圍成該線圈的導(dǎo)線的直徑的乘積的四倍。
[0041]所述多個(gè)線圈130中的所述相鄰兩個(gè)線圈的間距L除了滿足大于所述相鄰兩個(gè)線圈中的任何一個(gè)線圈的匝數(shù)與圍成該線圈的導(dǎo)線的直徑的乘積，還需要滿足小于所述相鄰兩個(gè)線圈中的任何一個(gè)線圈的匝數(shù)與圍成該線圈的導(dǎo)線的直徑的乘積的四倍。所述多個(gè)