一种用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线。本实用新型专利技术主要是在多层PCB板上的每一导电层上，绘制多匝连续环绕的PCB线圈，每一导电层上的PCB线圈再与相邻导电层上的PCB线圈经导电过孔和跳线首尾相连，即可将多层PCB线圈串联成匝数很多的高密度集成接收天线。本实用新型专利技术制作的天线线圈密度高、一致性好、无需人工绕制、轻便耐用、便于批量生产，且生产效率很高。本实用新型专利技术不仅适用于瞬变电磁信号的发射，也适用于采用磁性源发射的其它人工源电磁法勘探信号发射的情形。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线
本技术属于电(磁)法勘探
，具体涉及一种用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线。
技术介绍
电磁法勘探方法包括时间域电磁法(也称瞬变电磁法)和频率域电磁法。瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。在时间域电磁法的信号接收中，普遍采用线径很小的很多匝导线绕制的小线框作为磁场接收天线，或者在磁棒上绕制线圈制作磁棒接收天线。频率域电磁法多采用电性源发射电磁场，在接地困难或其他电性源发射难以施工的勘探中采用回形线圈或磁棒发射磁场，频率域电磁法的常用频率范围10-2Hz～104Hz。在频率域电磁法的磁场分量信号的接收中，通常在磁芯上绕制线圈制作磁棒作为磁场接收天线或者绕制很多匝的空心线圈作为天线进行磁场接收。时间域电磁法或者频率域电磁法均涉及到磁场信号的测量，现有技术普遍采用铜导线人工绕制的多匝线圈或磁棒来接收磁场信号。在传统磁场接收线圈的制作中，受材料、技术、工艺的影响，制作线圈消耗材料多、占用体积大、重量大，且绕制线圈的一致性不够高、标定工艺较为复杂、生产效率很低，在批量生产时，问题更加突出。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供一种线圈密度高、无需人工绕制、便于批量生产，轻便耐用且一致性好的用于电磁法勘探磁场接收的PCB高密度集成天线。本技术的目的是通过如下的技术方案来实现的：本技术用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线，是在多层PCB板上的每一导电层上，绘制多匝连续环绕的PCB线圈，每一导电层上的PCB线圈再与相邻导电层上的PCB线圈经导电过孔和跳线首尾相连，即可将多层PCB线圈串联成匝数很多的高密度集成接收天线。具体的，所述PCB线圈是正方形、长方形、三角形、圆形、椭圆形和其它多边形中的一种。PCB线圈形状可根据需要绘制，仅需保证线圈所围有较大的面积。具体的，所述PCB线圈中间的PCB板缕空为通孔；以减轻天线重量。进一步，也可在PCB线圈中间的PCB板通孔中放置软磁性材料；因放置天线的空间受限，或者在浅层瞬变电磁勘探的应用中，可以设计成较小面积、中间开孔的集成PCB线圈，在PCB板通孔中放置软磁性材料后，能保证天线尺寸小的前提下兼顾高的接收灵敏度。进一步，可以将2块以上相同的多层PCB板相叠加，每块PCB板上的PCB线圈串联而成匝数很多的集成接收天线。进一步，多块相同的多层PCB板在水平面上横向铺开放置，每块PCB板上的PCB线圈串联组成等效接收面积更大的集成接收天线。进一步，2块多层PCB板正交放置，每块PCB板上的PCB线圈接收1个方向的磁场信号，即可用于接收2个正交方向磁场分量的磁场信号；或者3块PCB板正交放置，每块PCB板上的PCB线圈接收1个方向的磁场信号，即可用于接收3个正交方向磁场分量的磁场信号。本技术与现有导线绕制线圈制作的天线相比，制作的天线线圈密度高、一致性好、无需人工绕制、轻便耐用、便于批量生产，且生产效率很高。本技术不仅适用于瞬变电磁信号的发射，也适用于采用磁性源发射的其它人工源电磁法勘探信号发射的情形。本技术的高密度磁场天线的接收，不仅适用于地面电磁法勘探，而且适合地下、水下的磁场信号的接收，以其尺寸小、重量轻、一致性好的优点，还特别适合航空电磁中的磁场信号的接收，亦适合在航天领域中应用。附图说明图1是本技术实施例1的PCB高密度集成天线的原理结构示意图。图2是本技术实施例2的PCB高密度集成天线的原理结构示意图。图3是本技术实施例3的PCB高密度集成天线的原理结构示意图。图4是本技术实施例3的PCB高密度集成天线的原理结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。实施例1：参见图1，在多层PCB板的每一导电层上，绘制多匝连续环绕且呈正方形的PCB线圈，每一层的PCB线圈与相邻导电层上绘制的PCB线圈经导电过孔首尾相连。设每一层PCB线圈的外圈端子为首端、内圈端子为尾端，以4层PCB板为例，则顶层11印制的PCB线圈的首端M作为PCB集成天线的1个信号输出端，尾端经导电过孔和跳线与第二层12印制的PCB线圈的首端相连接，第二层12的尾端经导电过孔和跳线与第三层13印制的PCB线圈的首端相连接，第三层13的尾端经导电过孔和跳线与第四层14印制的PCB线圈的首端相连接，第四层14印制线圈的尾端经跳线与PCB集成天线的另一个信号输出端N端相连接。应用时，PCB集成线圈感应磁场信号产生电信号由M、N两端输出。根据PCB的制作工艺，单块多层PCB即可设计出多层PCB线圈(目前≦20层)，每个导电层的印制PCB线圈经导电过孔和跳线连接，即可将多层PCB线圈串联成匝数很多的高密度集成接收天线，特别适用于电磁法勘探中作为磁场信号的接收天线。当单块多层PCB板上的PCB线圈匝数不够多的时候，可以采用2块或3块，…，或n块本多层PCB板叠加，PCB线圈串联，以增加集成接收天线的匝数。实施例2、实施例3：参见图2、图3，1表示多层PCB板，2表示通孔。PCB线圈为正方形，其中间未布线区域的PCB板缕空为通孔。2块多层PCB板正交放置，每块PCB板上的PCB线圈接收1个方向的磁场信号，即可用于接收2个正交方向磁场分量的磁场信号，如图2所示；或者3块PCB板正交放置，每块PCB板上的PCB线圈接收1个方向的磁场信号，即可用于接收3个正交方向磁场分量的磁场信号，如图3所示。实施例4：参见图4，1表示多层PCB板，2表示通孔。PCB线圈为正方形，其中间未布线区域的PCB板缕空为通孔。多块相同的多层PCB板在水平面上横向铺开放置，每块PCB板上的PCB线圈串联组成等效接收面积更大的集成接收天线。另外，采用小尺寸的发射线圈发射信号的时候，可在PCB线圈中间的PCB板通孔2中置入高磁导率的软磁性材料，达到减小发射天线尺寸、兼顾信号发射强度和便携性的目的。因此，在本技术所涉及的PCB线圈中置入高磁导率软磁性材料用于接收磁场信号的情形同样落在本技术的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线，其特征在于：在多层PCB板上的每一导电层上，绘制多匝连续环绕的PCB线圈，每一导电层上的PCB线圈再与相邻导电层上的PCB线圈经导电过孔和跳线首尾相连，即可将多层PCB线圈串联成匝数很多的高密度集成接收天线。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线，其特征在于：在多层PCB板上的每一导电层上，绘制多匝连续环绕的PCB线圈，每一导电层上的PCB线圈再与相邻导电层上的PCB线圈经导电过孔和跳线首尾相连，即可将多层PCB线圈串联成匝数很多的高密度集成接收天线。


2.根据权利要求1所述用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线，其特征在于：所述PCB线圈是正方形、长方形、三角形、圆形、椭圆形中的一种。


3.根据权利要求1所述用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线，其特征在于：所述PCB线圈中间的PCB板缕空为通孔。


4.根据权利要求3所述用于电磁法勘探磁场接收的高密度集成天线，其特征在于：在PCB线圈中间的PCB板通孔中放置软磁性材料。

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【专利技术属性】
技术研发人员：傅崧原，付国红，程辉，杨天春，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43