用于透地通信中控制屏蔽电场的装置和方法

1.本技术涉及透地通信系统中控制屏蔽电场的装置和方法。


背景技术：

2.目前电极透地通信技术被应用于采矿、隧道救援等场合。电极透地通信技术采用甚低频或者低频频段，将电极插入土层之中，利用土层作为电介质，一端电极发送的信号会透过土层中在另一端电极上产生感应，从而传递信息。


技术实现要素：

3.在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
4.发明人通过研究发现，电极透地通信技术在通信过程中由于发散性会造成传播信号能量的损失，如果采用屏蔽电场，可以解决透地通信信号的聚焦问题，但是如果屏蔽电场的强度恒定，可能会影响到发射功率较低的透地通信信号的传输。
5.根据本技术的一个方面，提供了一种用于透地通信的装置，包括：多对埋地电极，被配置为至少一对埋地电极作为信号发送电极对，用于发送透地通信信号，和至少一对埋地电极作为屏蔽电极对，用于制造屏蔽电场；透地通信信号发送模块，被配置为形成用于传输所述透地通信信号的通信电场；屏蔽电场电源控制模块，被配置为基于所述通信电场的强度控制用于制造屏蔽电场的电源，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度正相关。
6.根据本技术的另一个方面，提供了一种无线通信方法，用于透地通信的方法，包括：采用至少一对埋地电极作为信号发送电极对，用于发送透地通信信号，和至少一对埋地电极作为屏蔽电极对，用于制造屏蔽电场；形成用于传输所述透地通信信号的通信电场；基于所述通信电场的强度控制用于制造屏蔽电场的电源，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度正相关。
7.根据本技术的其他方面，还提供了用于实现上述透地通信的方法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现上述用于透地通信的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。
8.根据本技术的用于透地通信的装置和方法，透地通信系统可以自动根据通信电场的强度调整屏蔽电场的强度，从而在解决透地通信信号的聚焦问题，减少屏蔽电场对透地通信信号的干扰。
9.通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的上述以及其他优点将更加明显。
附图说明：
10.为了进一步阐述本发明的以上和其他优点和特征，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参标信号表示。应当理解，这些附图仅描述本发明的典型示例，而不应看作是对本发明的范围的限定。在附图中：
11.图1是示出了根据本技术的一个实施例的用于透地通信中控制屏蔽电场的装置的结构框图。
12.图2是示出了根据本技术的一个实施例的通信电场的强度与屏蔽电场的强度正相关的示意图。
13.图3是示出了根据本技术的另一个实施例的通信电场的强度与屏蔽电场的强度正相关的示意图。
14.图4是示出了根据本技术的一个实施例的第一屏蔽电场强度和第二屏蔽电场强度的示意图。
15.图5是根据本技术的一个实施例的用于透地通信的屏蔽电场的梯度方向与通信电场的梯度方向的示意图。
16.图6是根据本技术的一个实施例的用于透地通信中控制屏蔽电场的方法的流程图。
具体实施方式：
17.在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
18.在此，还需要说明一点的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
19.《第一实施例》
20.图1是示出了根据本技术的一个实施例的用透地通信中控制屏蔽电场的装置100的结构框图，该装置100包括：埋地的信号发送电极对103，用于发送透地通信信号；埋地的屏蔽电极对104，用于制造屏蔽电场；透地通信信号发送模块101，被配置为形成用于传输所述透地通信信号的通信电场；屏蔽电场电源控制模块102，基于所述通信电场的强度控制用于制造屏蔽电场的电源，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度正相关。
21.可选的，屏蔽电场电源控制模块102被配置为，所述通信电场的强度越强，则所述屏蔽电场的强度越强。
22.可选的，屏蔽电场电源控制模块102被配置为，所述通信电场的强度处于第一通信电场强度范围内时，所述屏蔽电场的强度为第一屏蔽电场强度；所述通信电场的强度处于第二通信电场强度范围内时，所述屏蔽电场的强度为第二屏蔽电场强度；所述第一通信电
场强度范围内的任意值小于所述第二通信电场强度范围内的任意值，所述第一屏蔽电场强度小于所述第二屏蔽电场强度，所述第一屏蔽电场强度和所述第二屏蔽电场强度都是固定值。
23.可选的，屏蔽电场电源控制模块102被配置为，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度线性正相关。
24.可选的，屏蔽电场电源控制模块102被配置为，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度非线性相关。
25.可选的，屏蔽电场电源控制模块102被配置为，接收所述透地通信信号发送模块发送的用于指示所述通信电场的强度的消息。
26.可选的，屏蔽电场电源控制模块102被配置为，所述屏蔽电场的梯度方向与所述通信电场的梯度方向不同。
27.可选的，所述通信电场的强度是在第一位置参考点上的所述通信电场的强度，所述屏蔽电场的强度是在第二位置参考点上的测得的所述屏蔽电场的强度，所述第一位置参考点和所述第二位置参考点相对于所述装置的位置不变。
28.可选的，所述透地通信信号发送模块被配置为，所述透地通信信号的载波频率在甚低频或低频频段。
29.综上所述，根据该实施例的装置100，可以自动根据通信电场的强度调整屏蔽电场的强度，从而在解决透地通信信号的聚焦问题，减少屏蔽电场对透地通信信号的干扰。
30.《第二实施例》
31.图2是示出了根据本技术的一个实施例的通信电场的强度与屏蔽电场的强度正相关的示意图。如图2所示，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度线性正相关。所述通信电场强度为零时，所述屏蔽电场的强度也为0。除零点之外，所述通信电场强度与所述屏蔽电场强度之间的比例相同。
32.《第三实施例》
33.图3是示出了根据本技术的另一个实施例的通信电场的强度与屏蔽电场的强度正相关的示意图。如图3所示，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度线性正相关。所述通信电场强度为零时，所述屏蔽电场的强度也为0。除零点之外，至少存在两个点，所述通信电场强度与所述屏蔽电场强度之间的比例不相同。
34.《第四实施例》
35.图4是示出了根据本技术的一个实施例的第一屏蔽电场强度和第二屏蔽电场强度的示意图。如图4所示，所述通信电场的强度处于第一通信电场强度范围内时，所述屏蔽电场的强度为第一屏蔽电场强度；所述通信电场的强度处于第二通信电场强度范围内时，所述屏蔽电场的强度为第二屏蔽电场强度；所述第一通信电场强度范围内的任意值小于所述第二通信电场强度范围内的任意值，所述第一屏蔽电场强度小于所述第二屏蔽电场强度，所述第一屏蔽电场强度和所述第二屏蔽电场强度都是固定值。
36.《第五实施例》
37.图5是根据本技术的一个实施例的用于透地通信的屏蔽电场的梯度方向与通信电场的梯度方向的示意图。如图5所示，所述屏蔽电场电源用于产生与所述通信电场互相排斥的屏蔽电场。所述屏蔽电场的梯度方向与所述通信电场的梯度方向不同。
38.在一个示例中，所述屏蔽电场的梯度方向与所述通信电场的梯度方向相反。
39.《第六实施例》
40.图6是根据本技术的一个实施例的用于透地通信中控制屏蔽电场的方法的流程图。如图6所示的用于透地通信的方法，包括：采用至少一对埋地电极作为信号发送电极对，用于发送透地通信信号，和至少一对埋地电极作为屏蔽电极对，用于制造屏蔽电场；形成用于传输所述透地通信信号的通信电场(s11)；基于所述通信电场的强度控制用于制造屏蔽电场的电源，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度正相关(s12)。
41.可选的，在步骤s12中，所述通信电场的强度越强，则所述屏蔽电场的强度越强。
42.可选的，在步骤s12中，所述通信电场的强度处于第一通信电场强度范围内时，所述屏蔽电场的强度为第一屏蔽电场强度；所述通信电场的强度处于第二通信电场强度范围内时，所述屏蔽电场的强度为第二屏蔽电场强度；所述第一通信电场强度范围内的任意值小于所述第二通信电场强度范围内的任意值，所述第一屏蔽电场强度小于所述第二屏蔽电场强度，所述第一屏蔽电场强度和所述第二屏蔽电场强度都是固定值。
43.可选的，在步骤s12中，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度线性正相关。
44.可选的，在步骤s12中，所述屏蔽电场的强度与所述通信电场的强度非线性相关。
45.可选的，在步骤s12中，接收所述透地通信信号发送模块发送的用于指示所述通信电场的强度的消息。
46.可选的，在步骤s12中，所述屏蔽电场的梯度方向与所述通信电场的梯度方向不同。
47.可选的，在步骤s11和步骤s12中，所述通信电场的强度是在第一位置参考点上的所述通信电场的强度，所述屏蔽电场的强度是在第二位置参考点上的测得的所述屏蔽电场的强度，所述第一位置参考点和所述第二位置参考点相对于所述装置的位置不变。
48.可选的，在步骤s11和步骤s12中，所述透地通信信号的载波频率在甚低频或低频频段。
49.还需要指出的是，在本发明的装置、方法和系统中，各部件或个步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应该视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
50.最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他辩题意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一些列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由词句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
51.以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。