一种基于声-光的跨介质隐蔽通信系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于声‑光的跨介质隐蔽通信系统和方法，所述通信方法包括:控制器对通信信号进行编码；换能器阵列将携带所述通信信号的声波传至水气面，以激励水气面发生波纹变化；光学发射器发射一束光波至光学透镜，且所述光学透镜将所述光波扩展照射至水气面激励区域；光学声透镜阵列接收经水气面激励区域发射回来的发射光波；处理机分析发射光波的统计特性以获得通信信息。该通信方法针对声波和光波两者不同介质的特性分成两部分，在水中采用声波通信激励水气面，在空气中通过光波对水面通信信息进行采集，水面无需浮标或无线发射等节点通信设备，节约了成本，提高了通信的隐蔽性、安全性和随机性。

A Cross-Media Hidden Communication System and Method Based on Acousto-optic

The present invention relates to a trans-medium covert communication system and method based on sound and light. The communication method includes: the controller encodes the communication signal; the transducer array transmits the sound wave carrying the communication signal to the water-air surface to stimulate the ripple change of the water-air surface; the optical transmitter transmits a beam of light wave to the optical lens, and the optical lens expands and irradiates the light wave. To the water-air surface excitation region; optical acoustic lens array receives the transmitted light wave from the water-air surface excitation region; the processor analyses the statistical characteristics of the transmitted light wave to obtain communication information. The communication method is divided into two parts according to the characteristics of different media of sound wave and light wave. In water, sound wave communication is used to excite water-air surface, and light wave is used to collect water-surface communication information in air. There is no need for node communication equipment such as buoy or wireless launch on water surface, which saves cost and improves the concealment, security and randomness of communication.

【技术实现步骤摘要】
一种基于声-光的跨介质隐蔽通信系统和方法
本专利技术涉及通信
，具体的，本专利技术涉及一种基于声-光的跨介质隐蔽通信系统和方法。
技术介绍
声波在水中的传播具有损耗小、传播距离远等优点，是迄今为止在水中具有最佳传播性能的能量形式，也是目前水下目标探测、通信的主要手段。但是，由于海水中声波的传播受温度、盐度、深度等因素的影响太大，而且声波在通过空气-水界面时具有很大的反射损耗，这使得声波水下通信具有较大的不确定性。并且，由于受到空气-水界面的限制，实现水下目标与空气中平台的通信需要将空气平台中的探测器探入水中，即利用水下探头进行探测，这种方法无疑限制了整个通信系统的灵活性。传统跨介质通信方法大致基于水下浮标节点，分为水下统合和水上通信两部分。水下部分通过声学换能器通信，大多时候依靠声波水平传输，水声部分通过无线电传输至终端，两部分在水中需要通过一根较长传输导线来通讯。一方面，由于海洋环境的复杂性，海洋中声线变化使声波并不能完全水平传输，根据射线声学，部分声波存在海底海面反射，传播损失严重导致声波传输距离有限，现有的水下通信距离10公里都很难达到，同时引入混响大大增加水下通信的误码本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声‑光的跨介质隐蔽通信系统，其特征在于，包括声学通信设备和光学通信设备(1)，其中，所述声学通信设备位于水下，用于采用声波信号激励水气面(7)，所述光学通信设备位于空中，用于通过光波(2)对水气面通信信息进行采集；所述声学通信设备包括：控制器，其用于对通信信号进行编码；至少一个换能器阵列，其与所述控制器通信连接，用于在所述控制器的控制下发送携带通信信号的声波至水气面(7)以激励水气面(7)发生波纹变化；所述光学通信设备包括：光学发射器，其用于发射一束光波(2)至水气面激励区域；光学声透镜阵列，其用于接收反射光波。

【技术特征摘要】
1.一种基于声-光的跨介质隐蔽通信系统，其特征在于，包括声学通信设备和光学通信设备(1)，其中，所述声学通信设备位于水下，用于采用声波信号激励水气面(7)，所述光学通信设备位于空中，用于通过光波(2)对水气面通信信息进行采集；所述声学通信设备包括：控制器，其用于对通信信号进行编码；至少一个换能器阵列，其与所述控制器通信连接，用于在所述控制器的控制下发送携带通信信号的声波至水气面(7)以激励水气面(7)发生波纹变化；所述光学通信设备包括：光学发射器，其用于发射一束光波(2)至水气面激励区域；光学声透镜阵列，其用于接收反射光波。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声学通信设备设置在水下机器(5)上，所述光学通信设备(1)设置在空中飞行器或同步轨道卫星上。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学通信设备(1)还包括有：光学透镜，其用于将所述光波扩展照射至水气面激励区域；统计分析器，其与所述光学声透镜阵列通信连接，用于分析反射光波的统计特性；处理机，其分别与所述光学发射器和统计分析器通信连接，用于控制所述光学发射器发射光波以及对统计分析器传送的反射光波的统计特性进行解析以获得通信信息。4.一种基于声-光的跨介质隐蔽通信方法，其采用如权利要求1-3任一项所述的通信系统，其特征在于，包括如下步骤：控制器对通信信号进行编码；至少一个换能器阵列将携带所述通信信号的声波传至水气面(7)，以激励水气面(7)发生波纹变化；光学发射器发射一束光波至光学透镜，且所述光学透镜将所述光波扩展照射至水气面激励区域；光学声透镜阵列接收经水气面激励区域发射回来的发射光波；处理机分析发射光波的统计特性以获得通信信息。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕，方尔正，桂晨阳，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23