利用鲸声的伪装隐蔽水下通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于水声通信领域，为提供一种利用鲸声的伪装隐蔽水下通信装置，实现水下伪装隐蔽通信。为此，本实用新型专利技术采取的技术方案是，利用鲸声的伪装隐蔽水下通信方法及装置，包括：由两个通信节点1或22组成，但不局限于两个通信节点，或者包含很多个通信节点；而每个通信节点又由第23信号发送模块(23)或第26信号发送模块(26)，第24信号接收模块(24)或第25信号接收模块(25)组成；第23信号发送模块(23)由第2发信控制模块(2)、第31时延差编码器(31)、第3功率放大器(3)和第4发声传感器(4)组成。本实用新型专利技术主要应用于水声通信。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水声通信领域，具体讲，涉及利用鲸声的伪装隐蔽水下通信装置。
技术介绍
在军事通信系统中，隐蔽性至关重要，它关系到军事系统的生存能力和存活时长。在水下通信系统中更是如此，例如采用隐蔽通信的潜艇能减小被敌方探测到的概率。水下通信系统中，绝大部分采用以声波为传输媒介的通信方式。在进行通信时，发信方需要利用发射传感器(例如发射水听器阵)向外发射大功率的声波信号；而常规的声波信号主要有矩形脉冲波形、线性调频脉冲波形等，这些信号的包络简单(为脉冲矩形)，且信号包络内调制信号一般为单频正弦波或频率线性变化的正弦波，这些信号特点导致它们很容易被敌方侦察系统识别和定位，从而导致发信方被暴露，这将对发信方的生存能力构成严重的威胁。本技术提供一种利用鲸声的伪装隐蔽水下通信方法；本技术采用鲸声(鲸的clicks脉冲信号(参见文献)作为水下声通信发信方的发射波形，采用时延差编码(参见文献)通信方式发送鲸声信号，采用随机匹配滤波器(stochastic matchedfilter,参见文献)对鲸声信号进行匹配滤波处理，从而实现水下伪装隐蔽通信。参考文献: Jaquet, N ；Dawson, S ；Douglas, L, Vocal behav1r of male spermwhales why do they click ，Journal of the Acoustical Society ofAmerica, 109(5): 2254-2259, May 2001.温周斌，冯海涨，惠俊英，一种新的水声通信体制，声学学报，18(5):345-351，1993 ；PhiIippe Courmontagne,The Stochastic Matched Filter and ItsApplicat1ns to Detect1n and De-Noising, InTechOpen, Published on:2010-08-17.
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本技术旨在克服现有水下声通信发信方容易暴露自身位置的缺点，提供一种利用鲸声的伪装隐蔽水下通信方法，实现水下伪装隐蔽通信。为此，本技术采取的技术方案是，利用鲸声的伪装隐蔽水下通信装置，包括:由至少一收、一发两个通信节点组成；而每个通信节点又由第23信号发送模块(23)或第26信号发送模块(26)，第24信号接收模块(24)或第25信号接收模块(25)组成；第23信号发送模块(23)由第2发信控制模块(2)、第31时延差编码器(31)、第3功率放大器(3)和第4发声传感器(4)组成；同样地，第26信号发送模块(26)由第18发信控制模块(18)、第33时延差编码器(33)、第17功率放大器(17)和第16发声传感器(16)组成；第24信号接收模块(24)由第7接收传感器(7)、第6信号调理器(6)、第32时延差解码器(32)和第5收信控制模块(5)组成；同样地，第25信号接收模块(25)由第21接收传感器(21)、第20信号调理器(20)、第34时延差解码器(34)和第19收信控制模块(19)组成；第2发信控制模块(2)将所需要发送的信息，通过第31时延差编码器(31)以时延差的编码方式产生鲸声脉冲信号，这些脉冲信号传送至第3功率放大器(3)进行功率放大后，再传送至第4发声传感器(4)，第4发声传感器(4)再将经放大的鲸声脉冲信号发送出去；第21接收传感器(21)将以声波形式传来的鲸声脉冲信号转换成电信号后传送到第20信号调理器(20);第20信号调理器(20)通过随机匹配滤波器对接收到的鲸声脉冲信号进行匹配滤波处理后，将信号输出到第34时延差解码器(34)，以提取出鲸声脉冲信号之间的时延差信息，然后将这些时延差信息传送至第19收信控制模块(19);第19收信控制模块(19)对第20信号调理器(20)传送来的时延差信息进行识别，恢复出第2发信控制模块(2)所发送的信息；第18发信控制模块(18)将所需要发送的信息，通过第33时延差编码器(33)以时延差的编码方式产生鲸声脉冲信号，这些脉冲信号传送至第17功率放大器(17)进行功率放大后，再传送至第16发声传感器(16)，第16发声传感器(16)再将经放大的鲸声脉冲信号发送出去；第7接收传感器(7)将以声波形式传来的鲸声脉冲信号转换成电信号后传送到第6信号调理器(6)；第6信号调理器(6)通过随机匹配滤波器对接收到的鲸声脉冲信号进行匹配滤波处理后，将信号输出到第32时延差解码器(32)，以提取出鲸声脉冲信号之间的时延差信息，然后将这些时延差信息传送至第5收信控制模块(5);第5收信控制模块(5)对第6信号调理器(6)传送来的时延差信息进行识别，恢复出第18发信控制模块(18)所发送的信息。与已有技术相比，本技术的技术特点与效果:本技术提供一种利用鲸声的伪装隐蔽水下通信方法，它不仅能克服常规通信声脉冲信号易于被识别和定位的缺点，还具有伪装隐蔽性强、通信距离远、通信速率高以及通信可靠性高等优越性能。本技术具有如下优点:(I)利用鲸声脉冲信号(clicks)对水下声通信发信方进行伪装，提高发信方的隐蔽性；(2)采用时延差编码方式进行水下通信，能有效克服水下通信的多途影响，保证水下通信的远距离、高速率和高可靠性；(3)针对鲸声信号的特点，采用随机匹配滤波器(stochastic matched filter)对鲸声信号进行匹配滤波处理，提高鲸声信号的处理精度，保证通信的可靠性；(4)鲸声脉冲信号的频率较其它水下生物发出的脉冲信号的频率更低，所以鲸声脉冲信号能传送的更远，是一种实现远距离通信的良好伪装声信号载体。【附图说明】图1示出了本技术中所述的通信系统的通用模型图。图2示出了本技术中所述的适合鲸声特点的时延差编码方式原理图。图1中:1为通信节点，3为功率放大器，4为发声传感器，5为收信控制模块，6为信号调理器，7为接收传感器，8为鲸声脉冲信号，9为鲸声脉冲信号，10为鲸声脉冲信号，11为鲸声脉冲信号，12为鲸声脉冲信号，13为鲸声脉冲信号，14为鲸声脉冲信号，15为鲸声脉冲信号，16为发声传感器，17为功率放大器，18为发信控制模块，19为收信控制模块，20为信号调理器，21为接收传感器，22为通信节点，23为信号发送模块，24为信号接收模块，25为信号接收模块，26为信号发送模块，31为时延差编码器，32为时延差解码器，33为时延差编码器，34为时延差解码器。图2中:27为帧同步脉冲，28为导码，29为信息码，30为最大时间间隔与最小时延间隔示意图。【具体实施方式】本技术的目的是克服现有水下声通信发信方容易暴露自身位置的缺点，提供一种利用鲸声的伪装隐蔽水下通信方法；本技术采用鲸声作为水下声通信发信方的发射波形，采用时延差编码通信方式发送鲸声信号，采用随机匹配滤波器(stochasticmatched filter)对鲸声信号进行匹配滤波处理，从而实现水下伪装隐蔽通信。为克服现有技术的不足，本技术提供一种利用鲸声的伪装隐蔽水下通信方法，它能克服常规水下声通信发信方易于被识别与定位的缺点。本技术具有如下优点:(I)利用鲸声脉冲信号(clicks本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用鲸声的伪装隐蔽水下通信装置，其特征是，包括：由至少一收、一发两个通信节点组成；而每个通信节点又由第23信号发送模块(23)或第26信号发送模块(26)，第24信号接收模块(24)或第25信号接收模块(25)组成；第23信号发送模块(23)由第2发信控制模块(2)、第31时延差编码器(31)、第3功率放大器(3)和第4发声传感器(4)组成；同样地，第26信号发送模块(26)由第18发信控制模块(18)、第33时延差编码器(33)、第17功率放大器(17)和第16发声传感器(16)组成；第24信号接收模块(24)由第7接收传感器(7)、第6信号调理器(6)、第32时延差解码器(32)和第5收信控制模块(5)组成；同样地，第25信号接收模块(25)由第21接收传感器(21)、第20信号调理器(20)、第34时延差解码器(34)和第19收信控制模块(19)组成；第2发信控制模块(2)将所需要发送的信息，通过第31时延差编码器(31)以时延差的编码方式产生鲸声脉冲信号，这些脉冲信号传送至第3功率放大器(3)进行功率放大后，再传送至第4发声传感器(4)，第4发声传感器(4)再将经放大的鲸声脉冲信号发送出去；第21接收传感器(21)将以声波形式传来的鲸声脉冲信号转换成电信号后传送到第20信号调理器(20)；第20信号调理器(20)通过随机匹配滤波器对接收到的鲸声脉冲信号进行匹配滤波处理后，将信号输出到第34时延差解码器(34)，以提取出鲸声脉冲信号之间的时延差信息，然后将这些时延差信息传送至第19收信控制模块(19)；第19收信控制模块(19)对第20信号调理器(20)传送来的时延差信息进行识别，恢复出第2发信控制模块(2)所发送的信息；第18发信控制模块(18)将所需要发送的信息，通过第33时延差编码器(33)以时延差的编码方式产生鲸声脉冲信号，这些脉冲信号传送至第17功率放大器(17)进行功率放大后，再传送至第16发声传感器(16)，第16发声传感器(16)再将经放大的鲸声脉冲信号发送出去；第7接收传感器(7)将以声波形式传来的鲸声脉冲信号转换成电信号后传送到第6信号调理器(6)；第6信号调理器(6)通过随机匹配滤波器对接收到的鲸声脉冲信号进行匹配滤波处理后，将信号输出到第32时延差解码器(32)，以提取出鲸声脉冲信号之间的时延差信息，然后将这些时延差信息传送至第5收信控制模块(5)；第5收信控制模块(5)对第6信号调理器(6)传送来的时延差信息进行识别，恢复出第18发信控制模块(18)所发送的信息。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋佳佳，段发阶，李彦超，袁文澹，薛俊，袁建富，李宸阳，黄婷婷，马凌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12