一种一体式有源透地电偶极子天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种有源天线，具体设及一种一体式有源透地电偶极子天线，属 于地下无线通信天线技术领域。
【背景技术】
[0002] 电流场地下无线通信中电偶极子天线因具有布放简单、天线尺寸小、克服传统天 线福射效率低等优点，被广泛应用于穿透地层的地下无线通信领域。在地下无线通信领域， 主要使用电偶极子天线来实现穿透地层、岩层的无线通信，如煤矿、地铁、矿山、涵桐等，传 输数字短信息、语音信号及视频图片信息，来保障日常的通信调度及应急救援通信等。其通 信的基本原理是通过与地层接触良好的电偶极子天线两端感应的电势差来实现信号的传 递接收功能。
[0003] 在矿区地表或者矿井巷道中，环境较为恶劣，巷道中不时会有用直流120V作为电 源的机车通过，机车在工作瞬间会有较大的瞬时电流涌入大地，电偶极子天线会感应出较 高幅度的瞬时脉冲电压，从而导致接收机不能正常工作；同时接收机需要几十米的馈线来 接收天线微弱信号，天线信号易受到外界电磁场的干扰，只有对天线微弱信号进行合理的 放大处理才能保证接收机的性能。目前在传统透地通信试验中，将成对的钢管或者石墨材 质的电极打入地下，电极之间的间隔为20-40米（具体根据场地条件的限制），与地层或者 岩石层接触良好W后，直接连接馈线，实现电偶极子天线的功能。运种方式较为简单、便于 试验条件的搭建，但是天线方式较为简单，传输信号容易受到干扰，不能抑制强脉冲电压的 冲击，而且运种方式的天线接地电阻会因地质条件的不同发生较大的改变，接收机前端电 路需要根据不同地理位置配置不同的电路实现方式来适应天线接地电阻的变化。接收机应 用不具有普遍性，需要针对不同地层结构设计不同的接收机前端处理电路。 【实用新型内容】
[0004] 有鉴于此，本实用新型提供一种一体式有源透地电偶极子天线，该天线将微弱信 号放大电路板通过封装组件与接地电极进行连接，形成一体化的复合天线，接入到天线馈 线的信号经过微弱信号放大电路板放大到设定值，从而减少外部干扰信号对天线信号在馈 线传输过程中的干扰。 阳0化]实现本实用新型的技术方案如下：
[0006] 一种一体式有源透地电偶极子天线，包含接地电极、封装套件、电路模块和装配接 口；其中，所述接地电极为金属或者石墨材质的管材；所述封装套件为一端封闭一端开口 且内部中空的钢管，封装套件的内部设有用于U型槽；所述电路模块为微弱信号放大电路 板，其周向固连U型边框，所述U型边框上设有电路板装配孔；
[0007] 所述接地电极连接于封装套件的一端，所述装配接口连接于封装套件的另一端； 所述微弱信号放大电路板通过所述装配孔安装于所述U型槽内，微弱信号放大电路板通过 软排线与装配接口内部接头相连，装配接口外部接口与馈线电缆相连。
[0008] 作为本实用新型的一种优选方式，所述装配孔与卡槽弹黃片连接，并通过弹黃片 与封装套件接触良好，从而保证信号的传输。
[0009] 作为本实用新型的一种优选方式，所述装配接口一端配置螺纹结构，同时螺纹底 部配有水密橡胶垫圈，通过螺纹结构与封装套件进行相连，所述装配接口另一端配置水密 接头，用来与馈线电缆进行连接。
[0010] 作为本实用新型的一种优选方式，所述天线还包括与微弱信号放大电路板相连的 阻抗选择模块，微弱信号放大电路板通过前端的阻抗选择模块适应不同地层结构变化导致 的天线接地阻抗的变化，有较强的环境适应性。
[0011] 作为本实用新型的一种优选方式，所述微弱信号放大电路板设置有限幅模块，用 于瞬间强脉冲电压信号进行抑制。
[0012] 有益效果：
[0013] (1)通过分体式的装配结构，将接地电极、封装套件与装配接口通过连接成一体的 复合有源天线，使天线具有较强的环境适应性。
[0014] (2)封装套件可W采用3D打印进行加工，一体化成型，保证其结构强度和耐压密 封效果。
[0015] (3)微弱信号放大电路板边框通过螺钉与弹黃片连接，固定在封装套件的U性凹 槽内，便于电路板的拆卸和更换。
[0016] (4)微弱信号放大电路板通过前端的阻抗选择模块适应不同地层结构变化导致的 天线接地阻抗的变化，有较强的环境适应性。
[0017] (5)装配接口采用水密耐腐蚀接头，保证馈线电缆连接的安全性，有效防止天线被 地层的腐蚀，同时避免馈线电缆信号线与地层接触时带来天线接地阻抗的变化。
【附图说明】
[0018] 图1为一体式有源透地电偶极子天线示意图；
[0019] 图2为封装套件示意图；
[0020] 图3为微弱信号处理电路板结构示意图；
[0021] 图4为微弱信号处理电路板与卡片弹黃装配示意图；
[0022] 图5为馈线电缆结构示意图；
[0023] 图6为装配接口示意图；
[0024] 图7为运放电路阻抗示意图； 阳0巧]图8为微弱信号处理电路功能模块示意图；
[0026] 其中：1-接地电极、2-封装套件、3-装配接口、4-螺纹、5-螺纹、6-U型槽、7-电路 板U型边框、8-电路板装配孔、9-卡片弹黃、10-螺母、11-螺栓、12-馈线电缆绝缘层、13-馈 线电缆屏蔽层、14-信号电缆绝缘层、15-信号电缆屏蔽层、16-信号电缆传输线、17-装配接 口、18馈线电缆和19微弱信号放大电路板。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
[0028] 本实施例提供一种运用于无线透地通信领域的一体式有源透地电偶极子天线，该 天线的接地电极、封装套件、微弱信号放大电路板和装配接口可分离拆卸及更换，从而便于 天线适应不同的地理环境和布置空间。
[0029] 如图1所示，本实用新型一体式有源透地电偶极子天线包括接地电极1、封装套件 2和装配接口 3。其中接地电极1为长度1-1. 5米、直径为50mm的钢管或者石墨圆管，封装 套件2为一端封闭一端开口，内部中空的钢管，两端分别设置螺纹4和螺纹5接口，同时内 部设置可W固定微弱信号放大电路板的U型槽6,如图2所示。该钢管可采用3D打印技术 一次加工成型，U型槽6能够容纳微弱信号放大电路板19插入和固定，W保证其结构强度， 同时使其具备冲击和耐压性能。
[0030] 微弱信号放大电路板19的周向固连U型边框7,所述U型边框7上设有电路板装 配孔8,如图3所示。通过所述装配孔8,卡片弹黃9利用螺栓11和螺母10将其与微弱信 号放大电路板固定在一起，如图4所示。为了确保信