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超低频电磁波定位技术研究报告

摘要：利用超低频电磁波的强穿透性，地衰减率的特点，将超

低频电磁波作为示踪源，建立磁场模型，并对其原理进展详细的论

证和研究，包括利用相关检验方法来得到目标信号，利用信号的特

征来对目标信号进展识别，并通过仿真来进展验证仿真结果说明：

这种基于超低频波的探测仪可以实现对目标对象的定位和探测。

1.引 言

的物体，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度等于或低于

绝对零度的物体。

而超低频是指频率在 3～30 千赫〔KHz〕之间，波长在 100～

10km 之间的电磁波。

低频是指频率在 30～300 千赫〔KHz〕之间，波长在 10～

1km 之间的电磁波。

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电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电

流会产生磁场，变动的磁场那么会产生电流。变回的电厂和变回的

磁场就构成了一个不可别离的统一的场，这就是电磁场，而变化的

电磁场在空间的传播形成了电磁波，大 inc 的变动就如同微风轻抚

水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。

超低频电磁波由于其对金属、土层等介质具有良好的穿透性，

可以用于示踪定位系统中。尽管电磁波理论已经很成熟，但是，传

统电磁波发射理论中半波天线长度的要求，导致超低频电磁波发射

如果螺线管的半径 R 远小于螺线管的长度 2l，即(R 2l)时以将

螺线管产生的磁场等效为磁偶极子所产生的磁场。磁偶极子是由一

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对等量异号的点磁荷±qm 组成的体系。由磁偶极子磁荷±qm 所产

生的磁场如图 3-3 所示。

正磁荷+qm 在场点 D(x,0,z)处的磁感应强度 B 在 x，z 方向

上的分量分别如式(3-17)、式(3-18)所示。

负磁荷-qm 在场点 D 处的磁感应强度 B 在 x，z 方向上的分量

分别如式(3-19)式(3-20)所示。

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场点 D 上的磁场由磁荷 qm、-qm 所产生的磁场矢量叠加而形

成。根据式(3-17)式(3-19)，磁偶极子在场点 D 处的磁感应强度 B

在 x 方向上的分量如式(3-21)所示。

同理，根据式(3-18)式(3-20)，磁偶极子在场点 D 处的磁感应

强度 B 在 z 方向上的分量如式(3-22)所示。

式(3-21)式(3-22)描述了磁偶极子在场点 D 上的磁场分布，通

过式(3-21)式(3-22)可以分析场点的磁场在 x、z 方向上的分布情况。

发射天线简化为磁偶极子模型时，在某一个瞬间，由发射线圈

电流形成的磁场分布可以等效为由正负磁荷所形成的磁场，在场点

上的磁场强度分布示意图如图 3-4 所示。

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