[實(shí)用新型]基于擴(kuò)頻通信的超短基線應(yīng)答器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120168712.6
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN202094883U
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳君;施劍;張海云;仇付鵬;黃新華;吳冬書
• 申請（專利權(quán)）人: 北京寰宇聲望智能科技有限公司
• 主分類號: H04B1/59
• 分類號: H04B1/59
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝;王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及水聲定位及通信設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種基于擴(kuò)頻通信的超短基線應(yīng)答器。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水聲定位技術(shù)在民用方面也得到了廣泛的應(yīng)用，例如海洋資源開發(fā)、水下油氣管道的布設(shè)、水下電纜的鋪設(shè)、水下救險、沉船打撈、潛水員定位以及航道異物清除等都要用到水聲定位技術(shù)，為人類從事海洋活動提供了更廣闊的前景。擁有全天候、高精度、高可靠性的水聲定位系統(tǒng)也為人類的海洋資源開發(fā)提供了更加可靠的保障。

水聲定位系統(tǒng)在海洋科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，就目前的技術(shù)而言，水聲定位和通信技術(shù)仍然是水下目標(biāo)定位導(dǎo)航的主要方法，在海底需要定位的設(shè)備上綁縛若干水聲應(yīng)答器，通過對應(yīng)答器的詢問，測定應(yīng)答器應(yīng)答信號的時延和相位差來確定自身的位置，從而實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航精度高，具有便于操作，攜帶方便等特點(diǎn)。

超短基線水聲定位是水下目標(biāo)定位與導(dǎo)航的重要技術(shù)，水聲應(yīng)答器又是超短基線定位系統(tǒng)的重要組成部分，但受耐壓殼體、換能器工藝、信號處理手段、低功耗設(shè)計(jì)等因素限制，國內(nèi)生產(chǎn)的應(yīng)答器普遍存在功能單一、作用距離短、可靠性差、待機(jī)時間短、系統(tǒng)定位時間長等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)答器的功能擴(kuò)展、作用距離延長、并提高其可靠性和待機(jī)時間，降低水聲定位系統(tǒng)的定位時間。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種基于擴(kuò)頻通信的超短基線應(yīng)答器，其包括：順次相連且分別與應(yīng)答器主板相連的接收預(yù)處理單元、模擬值守及控制電路單元、數(shù)字處理單元和功放及匹配電路單元；所述接收預(yù)處理單元和功放及匹配電路單元與收發(fā)合置換能器相連；所述接收預(yù)處理單元和模擬值守及控制電路單元為常開電路，所述模擬值守及控制電路單元的單片機(jī)模塊值守時工作在待機(jī)狀態(tài)，其工作狀態(tài)由所述模擬值守及控制電路單元喚醒；所述接收預(yù)處理單元、模擬值守及控制電路單元、數(shù)字處理單元和功放及匹配電路單元內(nèi)均由所述單片機(jī)模塊控制其供電的通斷。

其中，所述數(shù)字處理單元和功效及匹配電路單元值守時工作在掉電狀態(tài)，其供電模塊與所述單片機(jī)模塊相連，由單片機(jī)模塊控制供電模塊的通斷。

其中，還包括分別與應(yīng)答器主板相連的電池組單元和電源轉(zhuǎn)換電路單元，所述電池組單元包括一塊電池組，所述電源轉(zhuǎn)換電路單元用于對所述電池組單元的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，分別供給所述接收預(yù)處理單元、模擬值守及控制電路單元、數(shù)字處理單元和功放及匹配電路單元。

其中，所述電源轉(zhuǎn)換電路單元的電路芯片采用DC-DC模塊。

其中，所述電源轉(zhuǎn)換電路單元包括順次相連的兩級電壓轉(zhuǎn)換模塊，第一級電壓轉(zhuǎn)換模塊采用DC-DC芯片TPS54232，第二級電壓轉(zhuǎn)換模塊采用DC-DC芯片TPS62050。

其中，所述接收預(yù)處理單元和模擬值守及控制電路單元采用電源芯片使能；所述數(shù)字處理單元和功放及匹配電路單元采用POWERMOSFET使能電路使能。

其中，所述應(yīng)答器分配有組號和地址碼號，并采用擴(kuò)頻通信方式對其發(fā)射的信號進(jìn)行調(diào)制處理。

其中，所述模擬值守及控制電路包括可切換的模擬值守電路和單片機(jī)值守電路。

其中，所述單片機(jī)采用MSP430F5438單片機(jī)；所述數(shù)字處理單元的數(shù)字處理芯片采用TMS320VC5509A數(shù)字信號處理器。

其中，還包括電池電量檢測模塊，設(shè)置在所述電池組單元內(nèi)，用于實(shí)時監(jiān)測電池組單元內(nèi)電池組的電量。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案所提供的基于擴(kuò)頻通信的超短基線應(yīng)答器中，各部分模塊單元均采用超低功耗設(shè)計(jì)，可以長時間的在海底待機(jī)，并配合甲板控制單元實(shí)施海底定位，提高工作效率、降低使用成本；應(yīng)答器具有電池電量實(shí)時檢測功能，可以根據(jù)甲板控制單元指令，反饋應(yīng)答器電池電量信息，從而提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性和應(yīng)答器回收率；應(yīng)答器采用寬帶擴(kuò)頻技術(shù)，一次可同時應(yīng)答多個應(yīng)答器，降低系統(tǒng)定位時間，提高工作效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的基于擴(kuò)頻通信的超短基線應(yīng)答器的總體結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)施例中電源轉(zhuǎn)換電路的低功耗設(shè)計(jì)原理圖；

圖3是本實(shí)施例中模擬值守及控制電路的低功耗設(shè)計(jì)原理圖；

圖4是本實(shí)施例中單片機(jī)值守電路的低功耗設(shè)計(jì)原理圖；

圖5是本實(shí)施例中接收與處理單元的低功耗設(shè)計(jì)原理圖；

圖6是本實(shí)施例中數(shù)字處理單元的的低功耗設(shè)計(jì)原理圖。

具體實(shí)施方式