[發(fā)明專利]一種基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111022970.8
• 申請(qǐng)日: 2021-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN113660044A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡橋;陸濤;續(xù)丹;余雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B13/02
• 分類號(hào): H04B13/02;H04L27/12;H04L27/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，包括MCU，MCU設(shè)置在發(fā)射端，采用2FSK信號(hào)調(diào)制解調(diào)方式進(jìn)行通信，能夠發(fā)射串口信號(hào)至FPGA邏輯控制器進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換和信號(hào)放大后經(jīng)發(fā)射電極(5)發(fā)射至水下信道中；通過接收電極(6)接收發(fā)射電極(5)發(fā)射的信號(hào)，依次經(jīng)放大、濾波和再放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，然后輸入FPGA邏輯控制器中進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)得到的信號(hào)再傳輸接收端的MCU中完成通信，發(fā)射端和接收端分別連接電源管理模塊(13)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射端的MCU經(jīng)第一FPGA邏輯控制器(2)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(3)和功率放大電路(4)與水下信道處的發(fā)射電極(5)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(3)通過FPGA控制CS_N片選、SCLK同步時(shí)鐘、DIN數(shù)據(jù)輸入和CLR_N清零引腳完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，并搭配LT1678芯片進(jìn)行單極性到雙極性調(diào)制波轉(zhuǎn)換；通過DIN進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)輸入至LTC2642數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片中進(jìn)行模擬信號(hào)輸出。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，功率放大電路(4)的放大電壓為0～35V，輸出電流為0～10A，增益帶寬積0～2MHz。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，接收電極(6)將感應(yīng)到的信號(hào)發(fā)送至接收端的前級(jí)放大電路(7)，前級(jí)放大電路(7)依次經(jīng)帶通濾波器電路(8)、自適應(yīng)增益放大電路(9)和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(10)后經(jīng)第二FPGA邏輯控制器(11)與第二樹莓派控制器(12)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，第二FPGA邏輯控制器(11)的DAC驅(qū)動(dòng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(10)連接，第二FPGA邏輯控制器(11)的自適應(yīng)放大控制連接自適應(yīng)增益放大電路(9)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，第二FPGA邏輯控制器(11)分別連接有SDRAM存儲(chǔ)電路(16)、FPGA外圍掉電存儲(chǔ)器(17)和JTAG(18)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，帶通濾波器電路(8)由四階Butterworth低通濾波器和四階Butterworth高通濾波器串聯(lián)得到八階帶通濾波器。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(10)的電壓信號(hào)輸入為±10V輸入，輸出方式采用SPI串行輸出。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FSK調(diào)制解調(diào)的水下中遠(yuǎn)距離電場(chǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射端的MCU、接收端的MCU與FPGA邏輯控制器之間分別通過UART串口通信電路(14)連接。