[發明專利]一種水下通信探測一體化系統

有效

• 申請號: 202010016184.6
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111238568B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 商志剛;王謀業;王成才;安妍妍;楚立鵬;張博;付圣峰;邱海羽;楊豐茂
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司電子科學研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H04B13/02;H04L12/18;B63B22/00
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 吳淑艷

本發明提出了一種水下通信探測一體化系統，用以針對水下應用場景，實現探測通信一體化，保證系統正常通信性能的同時，兼顧系統主動探測能力，有效利用信道，提高信號利用率。系統包括固定節點和移動節點，固定節點包括：主浮標節點，搭載有第一通信探測一體化設備，用于針對水下目標進行探測得到探測數據，以及水下數據通信；無線通信設備，用于廣播第一目標特征信息或者向岸基數據中心發送第一目標特征信息，也可接收管控指令及通信信息；信號處理設備，用于從探測數據中提取目標頻譜信息和第一目標特征信息；潛標搭載有被動監聽陣列、第二通信探測一體化設備和第一CTD；移動節點包括：子浮標節點搭載有第三通信探測一體化設備，UUV搭載有第四通信探測一體化設備和第二CTD。

技術領域

本發明涉及水下通信技術領域，尤其涉及一種水下通信探測一體化系統。

背景技術

通信探測一體化存在4種工作體制，分別為分時體制、分頻體制、分波束體制以及全共享體制。分時體制在時間上將信號分為通信信號和探測信號，分頻體制在頻段上劃分信號的通信功能與探測功能，分波束體制利用不同波束實現信號通信功能及探測功能，全共享體制即通信信號與探測信號共享同一發射波形。由于雷達具備大孔徑、高帶寬、傳播迅速等特點，研制相對成熟的雷達通信一體化裝備常采用分時體制、分頻體制及分波束體制這3種工作體制,且在工程實現起來較容易。

水下通信探測裝備受限于海洋聲場環境特殊、水聲信號傳播速度慢、通信信號頻帶窄、以及水下裝備小型化需求等因素，目前的水下組網技術只是單的探測組網或者單一的通信組網，不支持水下大范圍區域組網通信探測一體化。

發明內容

本發明實施例提供一種水下通信探測一體化系統，用以針對水下應用場景，實現探測通信一體化，保證系統正常通信性能的同時，兼顧系統主動探測能力，有效利用信道，提高信號利用率。

第一方面，提供一種水下通信探測一體化系統，包括固定節點和移動節點，其中，所述固定節點包括主浮標節點和潛標，所述主浮標節點搭載有第一通信探測一體化設備、無線通信設備和信號處理設備；所述潛標搭載有被動監聽陣列、第二通信探測一體化設備和第一溫鹽深儀CTD；所述移動節點包括子浮標節點和無人潛航器UUV，所述子浮標節點搭載有第三通信探測一體化設備，所述UUV搭載有第四通信探測一體化設備和第二CTD；其中：

所述第一通信探測一體化設備，用于根據探測參考信息，針對水下目標進行探測得到探測數據，所述探測參考信息為根據特定目標類型確定出的；根據通信節點距離和需傳輸的數據量確定通信參考信息；以及根據通信信號和探測信號，確定通信信號和探測信號組合方式及載波類型；

所述信號處理設備，用于解析所述探測數據，從所述探測數據中提取目標頻譜信息和第一目標特征信息；根據提取的目標頻譜信息確定目標類型；

所述無線通信設備，用于根據所述通信參考信息和確定出的目標類型廣播第一目標特征信息，或者向數據交換中心發送提取的第一目標特征信息，也可接收管控指令及通信信息。

在一種實施方式中，所述目標類型包括可疑目標或者威脅目標；以及

所述無線通信設備，具體用于如果確定所述目標類型為可疑目標或者威脅目標時廣播提取的目標頻譜信息和第一目標特征信息；

所述移動節點或者潛標，用于在接收到所述無線通信設備廣播的第一目標特征信息后，根據所述目標頻譜信息確定探測區域內存在對應的目標對象時，針對目標對象進行探測獲取目標對象的第二目標特征信息；通過其通信范圍內的其他移動節點或者潛標以及其他移動節點或潛標通信范圍內的移動節點逐級廣播所述第二目標特征信息，直至提取的第二目標特征信息到達主浮標節點。

在一種實施方式中，所述信號處理設備，還用于采用數據融合算法對所述第一目標特征信息和第二目標特征信息進行融合處理，得到所述目標對象的融合特征信息；以及向數據交換中心發送所述融合特征信息。