一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标制造技术

本申请公开了一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标，其包括外壳及浮标组件，浮标组件包括充气气囊、充气组件、水声换能器及通讯收发电路模块，充气气囊顶部设置有卫星天线；充气组件与充气气囊相连接；水声换能器通和卫星天线通过通讯收发电路模块相连接，使得水下航行器与陆基数据终端进行双向跨域通信。本申请提供的浮标通过水声换能器采集水下航行器收发水声信号，通过通讯收发电路模块将水声信号转换为卫星信号，通过卫星天线发送至陆基数据终端，以实现远距离跨域双向通信链路的对接，这样即实现时水下航行器与陆基数据终端的双向通信，又无需水下航行器上浮，降低了水下航行器暴露位置的可能性，提高了水下航行器的隐蔽性。的隐蔽性。的隐蔽性。

【技术实现步骤摘要】
一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标


[0001]本申请涉及海上通信设备
，特别涉及一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标。

技术介绍

[0002]目前各种海洋观测与海洋探测的技术手段均离不开水下航行器，其中，水下航行器与陆基数据终端之间的远距离跨域稳定通信则是认识海洋、利用海洋的重要环节。水下航行器在执行海洋环境监测、水中目标侦察与识别以及水下定位与导航等海洋探测任务时，需要将探测数据实时回传至陆基数据终端进行数据处理分析，同时陆基数据终端也需要适时与水下航行器建立通信联系以下达任务。
[0003]目前水下航行器因受到传输信道、水下航行器尺寸等限制而不具备通信能力，采取数据本地储存的方式将探测数据存储在其携带的存储设备中，在所有探测任务执行完毕返回陆基终端后，将探测数据进行读取分析，这样会存在因信息延后而无法应对突发状况进行预报预警，以及无法实时灵活地进行数据传输的问题。
[0004]此外，虽然水下航行器具备通信能力，但其普遍是采用长波通信或者卫星通信的方式与陆基终端间进行远距离跨域通信，其中，长波通信一方面因需要发射天线尺寸庞大而导致造价高昂，另一方只能单向通信且在水中因穿透性较差而导致通信深度较浅；卫星通信要求水下航行器浮出水面利用电磁波进行信息传输，水下航行器上浮会打断其自身任务的执行，使得通信缺乏实时性和灵活性，水下航行器丧失机动性。
[0005]因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

[0006]本申请要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标。
[0007]为了解决上述技术问题，本申请所采用的技术方案如下：
[0008]一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标，其包括外壳以及装载于所述外壳内的浮标组件，所述浮标组件包括：
[0009]充气气囊，所述充气气囊顶部设置有卫星天线；
[0010]充气组件，所述充气组件位于所述充气气囊远离所述卫星天线的一侧，并与所述充气气囊相连接；
[0011]通讯收发电路模块，所述通讯收发电路模块位于充气组件远离卫星天线的一侧，并与所述卫星天线电连接。
[0012]水声换能器，所述水声换能器位于所述通讯收发电路模块远离所述充气组件的一侧，并与所述通讯收发电路模块电连接，所述通讯收发电路模块进行水声信号与卫星信号的双向转换。
[0013]在一个实现方式中，所述充气组件包括：
[0014]高压气瓶，所述高压气瓶内装载有气体；
[0015]充气机构，所述充气机构位于所述高压气瓶内，所述充气机构用于将所述高压气瓶内的气体充入所述充气气囊。
[0016]在一个实现方式中，所述充气组件还包括：
[0017]连接气管；所述连接气管一端与充气气囊相连接，另一端与所述高压气瓶，所述高压气瓶内的气体通过连接气管传输至充气气囊。
[0018]在一个实现方式中，当所述浮标组件装载于所述外壳内时，所述充气气囊内处于真空状态，或者，携带有小于预设气体量的气体。
[0019]在一个实现方式中，当所述充气组件为所述充气气囊充气后，所述充气气囊稳定于海平面以使得所述卫星天线通过卫星通讯。
[0020]在一个实现方式中，所述浮标组件还包括：
[0021]线轮，所述线轮位于所述所述通讯收发电路模块与所述水声换能器之间；
[0022]线缆，所述线缆缠绕于所述线轮上，并分别与所述水声换能器和所述通讯收发电路模块相连接；当浮标组件脱离壳体时，线缆至少部分脱离线轮以将所水声换能器释放至预设水深。
[0023]在一个实现方式中，所述水声换能器包括若干基元，当水声换能器释放至预设水深时，若干基元展开呈线阵排布。
[0024]在一个实现方式中，所述浮标组件还包括：
[0025]供电电池，所述供电电池环绕所述充气组件布置，并位于所述充气组件靠近所述通讯收发电路模块的一侧。
[0026]在一个实现方式中，所述供电电池为自充电电池。
[0027]在一个实现方式中，所述外壳为圆柱体结构，并且所述外壳的顶部设置有开口，所述浮标组件通过所述开口脱离所述外壳。
[0028]有益效果：与现有技术相比，本申请提供了一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标，其包括外壳及浮标组件，浮标组件包括充气气囊、充气组件、水声换能器及通讯收发电路模块，充气气囊顶部设置有卫星天线；充气组件与充气气囊相连接；水声换能器通和卫星天线通过通讯收发电路模块相连接，使得水下航行器与陆基数据终端进行双向跨域通信。本申请提供的浮标通过水声换能器采集水声信号，再通过通讯收发电路模块转换为卫星信号，最后通过卫星天线发送，反之，可以通过卫星天线接收卫星信号，再通过通讯收发电路模块转换为水声信号，然后通过水声换能器发送，以使得远距离跨域双向通信。由此，当携带本实施例提供的浮标水下航行器有通信需求时，可自主释放该浮标，浮标通过水声换能器可以采集水下航行器收发水声信号，并通过通讯收发电路模块将水声信号转换为卫星信号，并通过卫星天线将卫星信号通过卫星发送至陆基数据终端，反之亦然，从而实现水下航行器与陆基数据终端的远距离跨域双向通信链路的对接，这样一方面实现时水下航行器与陆基数据终端的双向通信，另一方面无需水下航行器上浮，降低了水下航行器暴露位置的可能性，提高了水下航行器的隐蔽性。
附图说明
[0029]图1为本申请提供的水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标的应用场景的示意
图。
[0030]图2为本申请提供的水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标的结构示意图。
[0031]图3为本申请提供的水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标中浮标组件处于展开状态的结构示意图。
具体实施方式
[0032]本申请提供一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标，为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0033]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。
[0034]还需说明的是，本申请实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0035]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标，其特征在于，其包括外壳以及装载于所述外壳内的浮标组件，所述浮标组件包括：充气气囊，所述充气气囊顶部设置有卫星天线；充气组件，所述充气组件位于所述充气气囊远离所述卫星天线的一侧，并与所述充气气囊相连接；通讯收发电路模块，所述通讯收发电路模块位于充气组件远离卫星天线的一侧，并与所述卫星天线电连接。水声换能器，所述水声换能器位于所述通讯收发电路模块远离所述充气组件的一侧，并与所述通讯收发电路模块电连接，所述通讯收发电路模块进行水声信号与卫星信号的双向转换。2.根据权利要求1所述水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标，其特征在于，所述充气组件包括：高压气瓶，所述高压气瓶内装载有气体；充气机构，所述充气机构位于所述高压气瓶内，所述充气机构用于将所述高压气瓶内的气体充入所述充气气囊。3.根据权利要求2所述水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标，其特征在于，所述充气组件还包括：连接气管；所述连接气管一端与充气气囊相连接，另一端与所述高压气瓶，所述高压气瓶内的气体通过连接气管传输至充气气囊。4.根据权利要求1所述水声与卫星相结合的双向跨域通信浮标，其特征在于，当所述浮标组件装载于所述外壳内时，所述充气气囊内处于真空状态，或者，携带有小于预设气体量的气体。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪，姜明，赖叶平，胡呈祖，王珍珍，闫文东，
申请(专利权)人：鹏城实验室，
类型：发明
国别省市：