一种基于飞行平台的低频发射系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于飞行平台的低频发射系统，该系统包括：飞行平台、吊舱低频发信分系统、天线，其中飞行平台与吊舱低频发信分系统的一端相连，吊舱低频发信分系统的另一端与天线相连；吊舱低频发信分系统包括控制单元、低频功放单元、收放卷扬装置、供电装置，其中供电装置通过供电导线分别与低频功放单元、控制单元、收放卷扬装置相连，控制单元通过信号控制线分别与供电装置、收放卷扬装置、低频功放单元相连；天线包括馈线、天线体、浸水电极和加强绳，其中馈线的一端与低频功放单元连接，馈线的另一端与天线体的一端连接，加强绳的一端与收放卷扬装置连接，加强绳的另一端与浸水电极连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低频发信领域，特别是一种基于飞行平台的低频发射系统。
技术介绍
长波通信是指利用波长为1km-10km的无线电波进行通信的一种手段，对应的频率为30kHz-300kHz，又称为低频通信。其最大的特点是电波传播比较稳定，传播衰减较小，可以较小的损耗深入海水和地下，可广泛应用于远洋通信、地下通信及地质勘探等。现有的对潜通信以岸基低频发信系统为主。现有岸基低频发信系统规模庞大，建设周期长，耗资巨大，数量少且很难隐蔽，结构脆弱，遭到破坏短期内难以修复，顽存性能较差；改善顽存性能的途径有4种：隐蔽、坚固抗硬打击、机动、数量。无线电发信系统需对外辐射电磁信号，无法采取隐蔽和坚固的方式实现顽存。因此，对潜发信系统只能依靠机动能力和发信系统数量实现顽存能力，必须发展具有机动能力和成本低廉适合大量装备的对潜发信系统。另一方面，从战术通信出发，由于缺乏海上编队对潜航潜艇直接有效的指挥手段，导致编队与潜艇的协同无法真正实施。潜艇编配水面舰艇编队与之协同时，舰艇编队一般通过岸台转信，但是存在指挥环节多、会约束潜艇机动、岸台需长时间备勤、装备消耗大等缺点，造成实时发信困难。同时，若编队对潜指挥通过岸台转信，则存在时效性低、深度有限、远洋海域无法保障等问题，且占用了有限的通信资源，因此，编队需具备对协同活动的潜艇直接实时发信的手段。综上所述，有必要对现有低频发信系统进行改进。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术要解决的技术问题是克服现有的低频发射系统的顽存性能差、实时性低、有效高度低、辐射效率低、水面舰艇缺乏可携行的对潜发信手段等难题，提供一种能改善以上性能的低频发射系统。为解决上述问题，本专利技术一种基于飞行平台的低频发射系统，该系统包括：飞行平台、吊舱低频发信分系统、天线，其中飞行平台与吊舱低频发信分系统的一端相连，吊舱低频发信分系统的另一端与天线相连；吊舱低频发信分系统包括控制单元、低频功放单元、收放卷扬装置、供电装置，其中供电装置通过供电导线分别与低频功放单元、控制单元、收放卷扬装置相连，控制单元通过信号控制线分别与供电装置、收放卷扬装置、低频功放单元相连；天线包括馈线、天线体、浸水电极和加强绳，其中馈线的一端与低频功放单元连接，馈线的另一端与天线体的一端连接，加强绳的一端与收放卷扬装置连接，加强绳的另一端与浸水电极连接。在上述飞行平台的低频发射系统：飞行平台具有较好的机动性能。吊舱低频发信分系统中的控制单元负责将待发射的报文信号输送给低频功放单元并控制低频功放单元的开启、关闭、调谐、匹配等工作状态等要素使其完成发信任务；同时，控制单元还完成对天线收放卷扬装置的控制，使天线在发信开始前释放并在发信完成后回收。供电装置负责向控制单元、低频功放单元、收放卷扬装置等部分供电。低频功放单元除具备低频功率放大功能之外，还具备输出信号的调谐和匹配功能。天线中的馈线主要起传输低频射频信号作用，天线体主要起辐射作用，浸水电极具有末端稳定、保持天线垂直的功能，同时浸水电极能够进入海水，与海水导电连接，起到减小天线电抗，改善天线电流分布的作用，进而提升天线的有效高度。天线与吊舱低频发信分系统中的收放卷扬装置连接，随着飞行平台高度的增加，天线电尺寸随之增加。由于天线电尺寸的增加和天线有效高度的提升，天线的辐射效率得到改善。进一步地，天线采用悬挂的方式。可通过控制和改变飞行平台的高度以及天线的长度，从而相应的改变天线本身的输入阻抗，以实现天线的调谐和匹配。再进一步地，吊舱低频发信分系统采用飞行平台外挂的吊舱形式。其特点是体积小、重量轻、电磁兼容性好，可由舰载飞机、无人机、气球等海上作战平台携带和转移，运载平台多样、机动灵活、可在运动中发信，顽存能力强。优选地，飞行平台为直升机。直升机主要适用于配备舰载直升机的水面舰艇。优选地，飞行平台为无人机。无人机主要适用于小型舰艇。优选地，飞行平台为气球。气球主要适用于岛礁。优选地，浸水电极为喇叭口状。优选地，浸水电极为圆锥体。优选地，浸水电极为笼形。优选地，浸水电极为球体。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下优点：相比于现有的低频发信系统，本专利技术的低频发信系统具有机动性能较好的飞行平台(比如直升机飞行平台)，并且采用悬挂的方式与天线连接，有效地改善系统的顽存性能、机动能力，提高辐射效率，可由舰艇携带，实现舰艇对潜艇的直接战术发信，并且成本低廉，可大量装备。附图说明图1是本专利技术基于飞行平台的低频发射系统中天线的结构组成示意图。图2是本专利技术基于飞行平台的低频发射系统的示意图。图3是本专利技术基于飞行平台的低频发射系统中的天线采用浸水电极前后的电流分布对比图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于飞行平台的低频发射系统中天线的结构组成如图1所示。该天线3包括馈线31、天线体32、浸水电极33和加强绳34。馈线31的一端与低频功放单元21连接，馈线31的另一端通过线夹方式与天线体32的一端连接，加强绳34的一端与收放卷扬装置22连接，加强绳34的另一端与浸水电极33连接。这里的线夹是专业术语，是指固定在导线上的金具。金具是指输送电线广泛使用的铁制或铝制金属附件，大部分金具在运行中能承受较大拉力，同时保证电气方面良好。馈线31主要起传输低频射频信号作用，天线体32主要起辐射作用，浸水电极33具有末端稳定、保持天线3垂直的功能，同时浸水电极33能够进入海水，与海水导电连接，起到减小天线3电抗，改善天线3电流分布的作用，进而提升天线3的有效高度。采用浸水电极33前后的电流分布如图3所示。未采用浸水电极33时，天线3的有效高度可达到，采用浸水电极33后，天线3的有效高度增加了。由于天线3电尺寸和有效高度的提升，天线3的辐射效率得到改善。图2是一种基于飞行平台的低频发射系统。该系统包括直升机飞行平台1、吊舱低频发信分系统2、天线3，其中直升机飞行平台1采用外挂的吊舱形式通过吊索与吊舱低频发信分系统2的一端相连，吊舱低频发信分系统2的另一端与天线3相连；吊舱低频发信分系统2包括低频功放单元21、收放卷扬装置22、控制单元23、供电装置24，其中供电装置24通过供电导线分别与低频功放单元21、控制单元23、收放卷扬装置22相连，控制单元23通过信号控制线分别与供电装置24、收放卷扬装置22、低频功放单元21相连。直升机飞行平台1具有较好的机动性能。吊舱低频发信分系统2中的控制单元23负责将待发射的报文信号输送给低频功放单元21并控制低频功放单元21的开启、关闭、调谐、匹配等工作状态等要素使其完成发信任务；同时，控制单元23还完成对天线收放卷扬装置22的控制，使天线3在发信开始前释放并在发信完成后回收。供电装置24负责向控制单元23、低频功放单元21、收放卷扬装置22供电。低频功放单元21除具备低频功率放大功能之外，还具备输出信号的调谐和匹配功能。天线3采用垂直悬挂的方式与直升机飞行平台1吊载的吊舱低频发信分系统2中的收放卷扬装置22连接。可通过控制和改变直升机飞行平台1的高度以及天线3的长度，从而相应的改变天线3本身的输入阻抗，以实现天线3的调谐和匹配。随着直升机飞行平台1高度的增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于飞行平台的低频发射系统，其特征在于该系统包括：飞行平台（1）、吊舱低频发信分系统（2）、天线（3）, 其中所述的飞行平台（1）与所述的吊舱低频发信分系统（2）的一端相连，所述的吊舱低频发信分系统（2）的另一端与所述的天线（3）相连；所述的吊舱低频发信分系统（2）包括低频功放单元（21）、收放卷扬装置（22）、控制单元（23）、供电装置（24），其中所述的供电装置（24）通过供电导线分别与所述的低频功放单元（21）、所述的控制单元（23）、所述的收放卷扬装置（22）相连，所述的控制单元（23）通过信号控制线分别与所述的供电装置（24）、所述的收放卷扬装置（22）、所述的低频功放单元（21）相连；所述的天线（3）包括馈线（31）、天线体（32）、浸水电极（33）和加强绳（34），其中所述的馈线（31）的一端与所述的低频功放单元（21）连接，所述的馈线（31）的另一端与所述的天线体（32）的一端连接，所述的加强绳（34）的一端与所述的收放卷扬装置（22）连接，所述的加强绳（34）的另一端与所述的浸水电极（33）连接。

【技术特征摘要】
2016.05.06 CN 20161030327131.一种基于飞行平台的低频发射系统，其特征在于该系统包括：飞行平台（1）、吊舱低频发信分系统（2）、天线（3）,其中所述的飞行平台（1）与所述的吊舱低频发信分系统（2）的一端相连，所述的吊舱低频发信分系统（2）的另一端与所述的天线（3）相连；所述的吊舱低频发信分系统（2）包括低频功放单元（21）、收放卷扬装置（22）、控制单元（23）、供电装置（24），其中所述的供电装置（24）通过供电导线分别与所述的低频功放单元（21）、所述的控制单元（23）、所述的收放卷扬装置（22）相连，所述的控制单元（23）通过信号控制线分别与所述的供电装置（24）、所述的收放卷扬装置（22）、所述的低频功放单元（21）相连；所述的天线（3）包括馈线（31）、天线体（32）、浸水电极（33）和加强绳（34），其中所述的馈线（31）的一端与所述的低频功放单元（21）连接，所述的馈线（31）的另一端与所述的天线体（32）的一端连接，所述的加强绳（34）的一端与所述的收放卷扬装置（22）连接，所述的加强绳...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟琦，王永斌，宫烨，尚建华，杨延江，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42