[發明專利]一種拖曳式多電極陣列水下電場通信裝置

有效

• 申請號: 202111293956.1
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN113890632B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王少萍;王章陶;石健;張超
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04B14/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉芳

1.一種拖曳式多電極陣列水下電場通信裝置，其特征在于，包括：運動載體、通信控制電路、多電極陣列電極板、拖曳布放機構和拖曳線纜；

所述多電極陣列電極板包括載體電極極板和拖曳電極極板；所述通信控制電路、所述載體電極極板和所述拖曳布放機構均設置在所述運動載體上；所述通信控制電路分別與所述拖曳布放機構和所述載體電極極板電連接；所述拖曳布放機構通過所述拖曳線纜與所述拖曳電極極板電連接；

所述通信控制電路，用于：

根據設定通信范圍，控制所述拖曳布放機構收放所述拖曳線纜；

向所述多電極陣列電極板接入電壓，所述載體電極極板和所述拖曳電極極板放電從而產生脈沖電場，所述脈沖電場用于傳輸通信信息。

2.根據權利要求1所述的一種拖曳式多電極陣列水下電場通信裝置，其特征在于，還包括：拖曳動力部；

所述拖曳布放機構通過所述拖曳線纜與所述拖曳動力部電連接；所述拖曳動力部上布設所述拖曳電極極板。

3.根據權利要求1所述的一種拖曳式多電極陣列水下電場通信裝置，其特征在于，所述拖曳布放機構，具體包括：

拖曳線纜絞盤、導電滑環和拖曳線纜驅動件；

所述拖曳線纜絞盤用于收納所述拖曳線纜；所述拖曳線纜通過所述導電滑環與所述通信控制電路電連接；所述拖曳線纜驅動件用于驅動所述拖曳線纜進行收放。

4.根據權利要求1所述的一種拖曳式多電極陣列水下電場通信裝置，其特征在于，所述通信控制電路，具體包括：

低壓直流電源、控制器、電壓轉換電路、儲能電容、隔離電壓變送器、功率開關、收發復用器和信號處理電路；

所述控制器分別與所述低壓直流電源、所述電壓轉換電路、所述隔離電壓變送器、所述功率開關、所述收發復用器、所述信號處理電路和所述拖曳布放機構連接；所述低壓直流電源通過所述電壓轉換電路與所述儲能電容連接；所述儲能電容分別與所述隔離電壓變送器以及所述功率開關連接；所述功率開關與所述收發復用器連接；所述收發復用器通過所述拖曳布放機構與所述多電極陣列電極板連接；

所述控制器，用于：

當處于發送模式時，控制所述電壓轉換電路對所述低壓直流電源輸出的直流電進行升壓，得到升壓后的直流電，并根據所述隔離電壓變送器測得的所述儲能電容兩端的電壓控制所述升壓后的直流電為所述儲能電容充電；根據電場通信信號控制所述功率開關將所述儲能電容依次經過所述收發復用器和所述拖曳布放機構接入所述多電極陣列電極板，所述多電極陣列電極板放電使流體介質中產生脈沖電場；所述電場通信信號為對通信信息編碼后形成的脈沖信號；

當處于接收模式時，通過所述收發復用器和所述信號處理電路獲取所述多電極陣列電極板產生的電壓變化信號，并對所述電壓變化信號解碼，得到發送方傳輸的通信信息；所述電壓變化信號為隨發送方的脈沖電場變化的電壓信號。

5.根據權利要求2所述的一種拖曳式多電極陣列水下電場通信裝置，其特征在于，所述拖曳動力部，具體包括：

拖曳錐和拖曳輔助動力單元；

所述拖曳錐為下底面開口的圓臺狀鏤空支架；所述拖曳布放機構通過所述拖曳線纜與所述拖曳錐的上底面電連接；所述拖曳錐的上底面設置所述拖曳輔助動力單元；所述拖曳錐的側面設置所述拖曳電極極板。

6.根據權利要求3所述的一種拖曳式多電極陣列水下電場通信裝置，其特征在于，所述拖曳線纜驅動件，包括：拖曳線纜收放電機和至少一對驅動輪；

所述拖曳線纜收放電機的輸出軸與各驅動輪連接；所述拖曳線纜位于兩個所述驅動輪之間且與兩個所述驅動輪接觸；所述拖曳線纜收放電機用于驅動所述驅動輪，使所述拖曳線纜進行收放。

7.根據權利要求1所述的一種拖曳式多電極陣列水下電場通信裝置，其特征在于，所述通信控制電路位于所述運動載體內部；所述載體電極極板位于所述運動載體的頭部；與所述拖曳布放機構連接的所述拖曳線纜穿過所述運動載體的尾部與所述拖曳電極極板連接。