[發明專利]一種緊湊型水聲通信節點

有效

• 申請號: 201810698181.8
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108847898B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 鄢社鋒;徐立軍;顧大超
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04B11/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

本發明公開了一種緊湊型水聲通信節點，包括圓筒狀的艙體、水密接插件和水聲換能器；所述緊湊型水聲通信節點還包括：位于艙體內的電池供電系統和通信機電路系統；所述電池供電系統，用于采用鋰電池給通信機電路系統供電；所述通信機電路系統，用于對接收到的信號進行轉換和運算處理，然后對處理后的信號進行功率放大，再經濾波和變壓后轉換為發射所需的高壓電信號；所述水聲換能器設置在艙體內；所述水聲換能器和水密接插件分別設置艙體的兩個端口。本發明的緊湊型水聲通信節點在技術方面的提高及成本方面的降低，使得原來無法實現的全水深實時通信成為可能；成功實現了長時間深海無線實時通信以及全海深通信，使得國內深海全水深通信技術達到國際領先水平。

技術領域

本發明屬于水聲通信技術領域，具體而言涉及一種緊湊型水聲通信節點，可應用于全水深海洋通信。

背景技術

常規的電磁波、光通信由于在水下衰減嚴重，無法實現在水下長距離的信息傳輸。目前海洋中無線信息傳輸的主要技術手段是水聲通信，水聲通信技術在海洋環境監測、水下航行器和載人潛水器作業等方面有著廣泛應用。水聲通信機網絡可靈活地用于不同的速率載荷、覆蓋距離、水體深度和網絡結構的情景，可廣泛地應用于海洋環境監測，實現水下不同空間位置多個觀測設備之間的信息交互。同時，水聲信道傳輸狀態多變和海洋惡劣的作業環境，對通信和設備可靠性有較高要求。

傳統水下通信節點，包括水密接插件、通信機芯、電聲換能器和電池供電系統。通常電池供電系統作為單獨一部分，設置在通信節點的外部，其余部分作為通信機。在某些應用中，例如無線潛標實時化系統中，由于要求潛標工作一年以上，所以電池供電系統采用兩罐26公斤的電池并聯。由于電池罐電池倉笨重且相互之間用水密線纜連接，因此需要提供額外的機械結構固定這些設備，甚至需要連接浮球提供額外的浮力。這種通信節點會造成兩方面的困難：第一，操作靈活性差，通信節點體積大，重量重，需要專門的起吊設備對通信節點進行操作；第二，可靠性低，因為各個獨立部分相互之間需要使用線纜連接，在操作及使用過程中容易出現因為拉拽磕碰等現象，從而導致設備出現故障。因為傳統的通信節點設備自身的這兩方面困難，導致其應用受到限制。例如，因為其整體結構體積大重量重，外部線纜連接復雜，只能將其應用于個別水深的水下通信，每增加一個這樣的通信節點就要相應地增加更多的配套設施，實時難度以及成本都將成倍增長，所以一直無法應用于全水深多節點的水下實時通信。

發明內容

本發明的目的在于解決傳統的通信節點其電池罐或電池倉笨重，且相互之間在操作及使用過程中容易出現拉拽磕碰導致設備故障，無法應用于全水深多節點的水下實時通信問題。

為實現上述目的，本發明提出的一種水下緊湊型水聲通信節點，

包括圓筒狀的艙體、水密接插件和水聲換能器；所述緊湊型水聲通信節點還包括：位于艙體內的電池供電系統和通信機電路系統；

所述電池供電系統，用于采用鋰電池給通信機電路系統供電；

所述通信機電路系統，用于對接收到的信號進行轉換和運算處理，然后對處理后的信號進行音頻集成功放，再經濾波和變壓后轉換為發射所需的高壓電信號；

所述水聲換能器設置艙體內；所述水聲換能器和水密接插件分別設置艙體的兩個端口。

作為本發明裝置的一種改進，所述電池供電系統為24V鋰電池。

作為本發明裝置的一種改進，所述水聲換能器與艙體之間采用防水密封連接。

作為本發明裝置的一種改進，所述通信機電路系統包括信號接收處理模塊、發射機模塊和電源模塊；

所述信號接收處理模塊，與水密接插件連接，用于處理從所述水密接插件接收到的外部數據信號，將處理后的信號傳送給發射機模塊；

所述發射機模塊，用于將接收到的信號處理為發射所需的高壓電信號提供給所述水聲換能器；所述發射機模塊包括，運算放大器、音頻集成功放單元和LC濾波電路和變壓器；