一种无线通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无线通信装置，包括至少一个超声波通道，每个所述超声波通道包括设置在金属屏障一侧的第一换能器和连接所述第一换能器的第一信号处理电路，设置在金属屏障另一侧的第二换能器和连接所述第二换能器的第二信号处理电路。所述无线通信装置采用不在人耳听觉范围内的超声波作为信息转换媒介穿越金属屏障用于信息传递，实现在不破坏金属屏障完整性的情况下，信息高速无误的传输。所述无线通信装置采用电磁式声换能器，实现与金属屏障的非接触式超声发射和接收，减少所述无线通信装置的安装工序，同时实现快速拆卸，降低了成本。

A Wireless Communication Device

【技术实现步骤摘要】
一种无线通信装置
本专利技术涉及超声波传输领域，特别涉及一种无线通信装置。
技术介绍
在某些工业或军事应用中，需要穿透密封的金属舱体或容器(如航天器、高压氧舱、核反应装置等)的外壳传输信息，受这些舱体和容器的金属外壳的屏蔽效应的限制，利用电磁波作为信息载体的传统无线通信技术均无法使用。当前最普遍、最直接的做法是在这些金属舱体或容器的外壳上打孔进行有线的通信，这样就破坏了金属外壳的结构完整性，从而不可避免地降低其安全系数，增加维护成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无线通信装置，利用超声波有效地穿透密封金属舱体和容器的外壳传输信息，实现在不破坏金属舱体或容器的外壳完整性的情况下，信息高速无误的传输。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种无线通信装置，包括至少一个超声波通道，每个所述超声波通道包括设置在金属屏障一侧的第一换能器和连接所述第一换能器的第一信号处理电路，设置在金属屏障另一侧的第二换能器和连接所述第二换能器的第二信号处理电路。作为优选，所述第一换能器与金属屏障直接接触或之间设置空气隙，所述第二换能器和金属屏障直接接触或之间设置空气隙。作为优选，所述第一信号处理电路和第一换能器之间设置第一阻抗匹配电路，所述第二信号处理电路和第二换能器之间设置第二阻抗匹配电路。作为优选，所述第一信号处理电路包括第一射频(RF)开关以及一条发射端信号处理电路和至多一条接收端信号处理电路，所述第一射频开关一端电连接所述第一阻抗匹配电路，另一端电连接所述一条发射端信号处理电路和至多一条接收端信号处理电路。所述第二信号处理电路包括第二射频开关以及一条接收端信号处理电路和至多一条发射端信号处理电路，所述第二射频开关一端电连接所述第二阻抗匹配电路，另一端电连接所述一条接收端信号处理电路和至多一条发射端信号处理电路。作为优选，所述发射端信号处理电路包括第一现场可编程门阵列(FPGA)、第一数/模转换器(DAC)和功率放大器(PA)，所述第一现场可编程门阵列、第一数/模转换器、功率放大器，以及第一射频开关或第二射频开关依次电连接，选择数字信号作为信源，输入第一FPGA，第一FPGA对输入的信号进行编码、调制、滤波等处理后，输出信号至第一DAC转换为模拟信号，再经PA、第一RF开关或第二RF开关输出。作为优选，当信源为模拟信号时，所述发射端信号处理电路还包括第一模/数转换器(ADC)，所述第一模/数转换器电连接所述第一现场可编程门阵列，模拟信号输入时，先经过所述第一ADC进行模数转换为数字信号之后，输入第一FPGA进行编码、调制、滤波等处理。作为优选，所述接收端信号处理电路包括衰减器、低噪声放大器(LNA)、第二模/数转换器和第二现场可编程门阵列，所述第一射频开关或第二射频开关、衰减器、低噪声放大器、第二模/数转换器和第二现场可编程门阵列之间依次电连接，信号输出至所述衰减器，经过所述衰减器和LNA调整至合适的幅度，再经第二ADC转换为数字信号送至第二FPGA，第二FPGA中的信号处理电路对信号进行滤波、同步、解调、均衡、解码等处理，还原出原始信号，最后以数字信号的形式直接输出。作为优选，所述接收端信号处理电路还包括第二数/模转换器，所述第二数/模转换器电连接所述第二现场可编程门阵列，第二FPGA输出的数字信号经所述第二DAC转换成模拟信号输出。作为优选，所述第一换能器和第二换能器均使用电磁式声换能器。作为优选，所述电磁式换能器包括磁铁和线圈，所述磁铁的静磁场方向与金属屏障的表面垂直，所述线圈设置为扁平线圈。作为优选，所述电磁式换能器包括磁铁和线圈，所述线圈的有效区域与磁场相互垂直，并与金属屏障表面相互平行。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术所述无线通信装置采用不在人耳听觉范围内的超声波作为信息转换媒介穿越金属屏障用于信息传递，实现在不破坏金属屏障完整性的情况下，信息高速无误的传输。所述无线通信装置采用电磁式声换能器，实现与金属屏障的非接触式超声发射和接收，减少所述无线通信装置的安装工序，同时实现快速拆卸，降低了成本。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。在附图中：图1是本专利技术实施例一的无线通信装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例一的电磁式声换能器的结构示意图；图3是本专利技术实施例二的无线通信装置的结构示意图。图中所示：1、金属屏障；2、第一换能器；21、磁铁；22、线圈；3、第二换能器；41、第一模/数转换器；42、第一现场可编程门阵列；43、第一数/模转换器；44、功率放大器；52、衰减器；53、低噪声放大器；54、第二模/数转换器；55、第二现场可编程门阵列；56、第二数/模转换器；6、第一阻抗匹配电路；7、第二阻抗匹配电路；8、第一射频开关；9、第二射频开关。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例一请参见图1和图2，一种无线通信装置，包括至少一个超声波通道，每个所述超声波通道包括设置在金属屏障1一侧的第一换能器2和连接所述第一换能器2的第一信号处理电路，设置在金属屏障另一侧的第二换能器3和连接所述第二换能器3的第二信号处理电路。所述第一换能器2和第二换能器3均使用电磁式声换能器，换能器与金属屏障直接接触，或者不接触使得换能器与金属屏障之间有空气隙，相比使用压电换能器的系统，采用电磁式声换能器无需换能器与金属屏障间的良好耦合，减少安装工序，同时实现快速拆卸，降低了成本。所述电磁式声换能器包括磁铁21和线圈22，参见图2(a)，所述磁铁21的静磁场方向与金属屏障1的表面垂直，所述线圈22设置为扁平线圈，从而可以激发径向偏振剪切波，图2(a)中仅示意磁铁和线圈的设置位置，不限定磁铁中N极S极的相对位置，参见图2(b)，所述线圈22的有效区域与磁场相互垂直，并与金属屏障1表面相互平行，从而可以激发线性偏振纵波。为了减小通道中的电反射，一方面提高通道中的传输效率，另一方面避免损坏第一换能器2和第二换能器3，在信号输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线通信装置，其特征在于，包括至少一个超声波通道，每个所述超声波通道包括设置在金属屏障一侧的第一换能器和电连接所述第一换能器的第一信号处理电路，设置在金属屏障另一侧的第二换能器和电连接所述第二换能器的第二信号处理电路。

【技术特征摘要】
1.一种无线通信装置，其特征在于，包括至少一个超声波通道，每个所述超声波通道包括设置在金属屏障一侧的第一换能器和电连接所述第一换能器的第一信号处理电路，设置在金属屏障另一侧的第二换能器和电连接所述第二换能器的第二信号处理电路。2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一换能器与金属屏障直接接触或之间设置空气隙，所述第二换能器和金属屏障直接接触或之间设置空气隙。3.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一信号处理电路和第一换能器之间设置第一阻抗匹配电路，所述第二信号处理电路和第二换能器之间设置第二阻抗匹配电路。4.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一信号处理电路包括一条发射端信号处理电路和至多一条接收端信号处理电路，以及一端电连接所述一条发射端信号处理电路和至多一条接收端信号处理电路，另一端电连接所述第一换能器的第一射频开关；所述第二信号处理电路包括一条接收端信号处理电路和至多一条发射端信号处理电路，以及一端电连接所述一条接收端信号处理电路和至多一条发射端信号处理电路，另一端电连接所述第二换能器的第二射频开关。5.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，所述发射端信号处理电路包括第一现场可编程门阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恒旭，
申请(专利权)人：中科新声苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32