一种线缆型低频电磁场辐射器制造技术

本实用新型专利技术公开一种线缆型低频电磁场辐射器，包括电缆(1)，在电缆(1)内有两载流导线，电缆(1)末端连接相移器(2)，且相移器(2)通过外部驱动电路(3)驱动，使电缆中的两载流导线中电流的相位发生变化。该实用新型专利技术为低频电磁场的辐射提供了一种新的方法，提高其设计的稳定性和通用性，军事、经济效益显著。

A cable type low frequency electromagnetic radiator

【技术实现步骤摘要】
一种线缆型低频电磁场辐射器
本技术属于低频电磁场辐射
，具体涉及一种线缆型低频电磁场辐射器。
技术介绍
低频电磁场(300kHz以下)多用于水下或地下等导电介质中的物质探测，现有低频电磁场辐射通产采用两种方式：(1)线圈式：线圈式低频电磁场辐射器结构如说明书附图5所示，多为带磁芯的螺线管式辐射器，磁芯多为硅钢片等密度较大的材料，辐射场强与磁芯尺寸、线圈匝数以及线圈中的电流强度有关，因此这种形式的辐射器通常体积与重量都较大，限制了其使用环境；除此之外，带磁芯的螺线管电感值较大，导致线圈式辐射器具有频率选择性，工作频带较窄。(2)电极式：电极式低频电磁场辐射器结构如说明书附图6所示，其体积与重量较小，使用时需将两电极置于导电介质中，通过外部驱动电路在电极上施加交流信号，电极将通过导电介质形成电流回路并对外辐射电磁波；缺点在于一部分辐射回路由外部介质组成，辐射性能和功耗受介质导电率影响较大，通用性差；在空气中测试困难，增加了设计与测试的复杂程度。水下航行体拖曳双电极式低频电磁场辐射器结构如附图所示，产生辐射场电流回路由拖缆电流与分流电流组成，整个电流回路的阻抗受水体导电率影响，尤其是淡水与海水，导电率差别较大，外部供电电路的功耗差别较大，无法通用；此外，在水中使用时，还存在对水下航行体产生电化学腐蚀的隐患。综上，当前技术存在诸多问题，由于体积与重量较大，线圈式辐射器的使用环境受限，特别地，无法用于水下航行体拖曳探测；电极式辐射器受外部介质导电率影响，通用性差。
技术实现思路
<br>为解决上述现有技术存在的问题及不足，本技术提供了一种线缆型低频电磁场辐射器，兼顾了低频电磁场辐射器在不同导电率介质中的通用性问题与辐射器的体积重量，实现了辐射器陆上测试的功能需求，降低了产品的设计难度，提高了产品设计的稳定性。具体采用了以下设计结构及设计方案：一种线缆型低频电磁场辐射器，包括电缆(1)，在电缆(1)内有两载流导线，电缆(1)末端连接相移器(2)，且相移器(2)通过外部驱动电路(3)驱动。优选的，所述电缆(1)内的两载流导线包括第一载流导线(11)和第二载流导线(12)。优选的，所述电缆(1)长度根据辐射范围与辐射低频电磁波的频率决定，为数十米至上百米。优选的，所述第一载流导线(11)和第二载流导线(12)连接外部驱动电路(3)和电缆(1)末端的相移器(2)，构成完整回路。优选的，所述相移器(2)改变第一载流导线(11)和第二载流导线(12)中电流的相位。优选的，所述驱动电路(3)包括信号发生器(31)和功率放大器(32)。本技术的工作原理如下：交流电流信号在通过纯阻性的负载时，电流的相位是连续变化的，即不会发生相移。在第一载流导线(11)和第二载流导线(12)中，低频电磁波的波长远大于电缆(1)的长度，当末端负载为纯阻性负载时，载流导线内电流的相位变化是连续地，但由于电流空间方向的关系，第一载流导线(11)与第二载流导线(12)的流向相反，从电缆外部观测，第一载流导线(11)和第二载流导线(12)中的电流为反相关系，第一载流导线(11)和第二载流导线(12)空间位置重合，产生的辐射场相互抵消；当末端负载为相移器(2)的情况下，交流信号通过相移器(2)后会发生相移，使第一载流导线(11)和第二载流导线(12)内的电流相位不满足反相关系，电缆(1)整体可对外辐射电磁波，产生以电缆(1)为轴，沿径向辐射的电磁波。本技术与现有技术相比所产生的有益效果是：本技术中载流导线连接外部驱动电路和相移器构成的回路完全封闭，可在不同导电率介质中使用，解决了不同导电率介质中应用的通用性问题；该辐射器外形为线缆型，体积与重量都较小，整个结构中没有裸露电极，消除了电化学腐蚀的隐患，且不受外部介质的影响，降低了驱动电路的设计要求。附图说明图1为本技术的结构示意；。图2为本技术的内部结构图；图3为末端无相移电流相位；图4为末端相移90°电流相位；图5为现有技术线圈式低频电磁场辐射器结构示意图；图6为现有技术电极式低频电磁场辐射器结构示意图；图7水下航行体拖曳双电极式低频电磁场辐射器结构示意图附图标号：1—电缆；11—第一载流导线；12—第二载流导线；2—相移器；3—外部驱动电路；31—信号发生器；32—功率放大器。具体实施方式下面结合附图以及具体的实施例对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明。如说明书附图所示，一种线缆型低频电磁场辐射器，包括电缆1，在电缆1内有两载流导线，电缆1末端位相移器2。进一步地，电缆1内的两载流导线包括第一载流导线11和第二载流导线12，其中第一载流导线11产生的电流为电流1，第二载流导线12产生的电流为电流2。进一步地，第一载流导线11与第二载流导线12连接外部驱动电路3与相移器2，构成完整的电流回路。进一步地，流经相移器2的电流会有相移。进一步地，驱动电路3包括信号发生器31和功率放大器32。进一步地，信号发生器31产生小信号，经过功率放大器32后放大为一定电流强度的大信号。进一步地，辐射场由第一载流导线11中的电流1，与第二载流导线12中的电流2产生。进一步地，电缆1的长度由辐射范围决定，长度越长，辐射范围越大。进一步地，电缆1的最大长度由辐射低频电磁波的频率决定，为数十米至上百米，辐射电磁波的频率越低，电缆最大长度越长，电缆1长度不大于对应频率电磁波在导线中传输波长的十分之一。进一步地，相移器2可为无源器件，也可为有源器件，相移器2为有源器件时，还需外部供电，电缆内需增加两芯直流导电用于有源相移器的供电。实施例：外部驱动电路3放置在探测范围外，电缆1与末端相移器2放置在探测介质中，在水下探测时，外部驱动电路3放置于船上或水下航行体中，电缆1与末端相移器2以拖曳缆的形式，在水中释放。根据辐射信号频率的需求，信号发生器31产生对应频率的小信号；小信号通过功率放大器32后，增大电流强度；外部驱动电路3与相移器2通过电缆1内的第一载流导线11与第二载流导线12连接，构成完整的电流回路。瞬态下，电流流向为：功率放大器32、第一载流导线11、相移器2、第二载流导线12、功率放大器32，由于电缆1的长度远小于对应频率电流在导体中传输的波长，电流经过第一载流导线11与第二载流导线12的相位变化可忽略，若将相移器2的位置替换为不引起相位变化的纯阻性负载，由于载流导线空间位置的变化，引起载流导线中电流方向变化，从外部观测第一载流导线11与第二载流导线12中的相位关系如附图3所示，第一载流导线11中的电流1与第二载流导线12中的电流2相位相反、幅度相等，同时由于第一载流导线11与第二载流导线12的空间位置完全重合，第一载流导线11中的电流1与第二载流导线12中的电流2产生的辐射场完全抵消，空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线缆型低频电磁场辐射器，包括电缆(1)，其特征在于：在电缆(1)内有两载流导线，电缆(1)末端连接相移器(2)，且相移器(2)通过外部驱动电路(3)驱动。/n

【技术特征摘要】
1.一种线缆型低频电磁场辐射器，包括电缆(1)，其特征在于：在电缆(1)内有两载流导线，电缆(1)末端连接相移器(2)，且相移器(2)通过外部驱动电路(3)驱动。


2.根据权利要求1所述的一种线缆型低频电磁场辐射器，其特征在于：所述电缆(1)内的两载流导线包括第一载流导线(11)和第二载流导线(12)。


3.根据权利要求1或2所述的一种线缆型低频电磁场辐射器，其特征在于：所述电缆(1)长度根据辐射范围与辐射低频电磁波的频率决定，为数十米至上百米。
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【专利技术属性】
技术研发人员：段剑洁，刘辉，罗金旺，韩瑞庆，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司七五零试验场，
类型：新型
国别省市：云南;53