一种用于海洋应急信号传输的浮标制造技术

本申请公开了一种用于海洋应急信号传输的浮标，包括短波天线，其由柔性材料制成、具有空心管结构，以高压气流吹送的方式展开并且保持垂直于水面的展开状态，用于发射或接收短波信号；天线展开与保持装置，用于在短波天线未展开时收纳短波天线、展开短波天线至预设长度、并在短波天线展开后控制短波天线的展开方向和展开长度；短波射频装置，与短波天线机械连接，包括天线调谐器和功放组件；短波信号处理芯片，与短波射频装置电性连接。该浮标通过采用长度可变化的短波天线，天线的长度可匹配短波信号的工作频率，提高了短波信号的辐射效率，提升了远海应急通信的可靠性。提升了远海应急通信的可靠性。提升了远海应急通信的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于海洋应急信号传输的浮标


[0001]本申请涉及海洋应急通信
，更具体地，涉及一种用于海洋应急信号传输的浮标。

技术介绍

[0002]海洋环境下，远程通信主要有卫星通信和短波通信。目前，随着通信卫星的蓬勃发展，卫星通信也进入一个井喷期，但是由于其具有视距通信与中继通信等固有特性，正常通信仍然高度依赖节点中继通信的高可靠性等条件。
[0003]卫星通信的限制条件主要有以下两个，一是需要中继通信卫星：卫星通信系统本质上是视距条件下的单向或双向射频传输系统，一般包括上行信道的发射与接收终端站，作为信号再生节点的天基卫星系统以及监测下行信道接收信息的一个或多个接收站。由于需要卫星作为中继通信节点，在卫星与地面站信道传输条件不佳、或者通信卫星故障时，卫星通信能力的发挥将受到极大限制，亟需发展其他应急通信手段。二是覆盖范围仍然受限：卫星通信一般采用超短波、微波通信，而超短波与微波通信均属于直线传播，受地球曲率和地面障碍物的限制，只能传输几千米至几十千米，即使借助中继，覆盖面积内仍然存在大量盲区，卫星通信系统至今无法完全覆盖地球表面，尤其是极地的偏远地区。
[0004]短波通信因其具有无中继远程通信、开通迅速、通信抗毁性强、网络重构便捷等优点，在船舶应用中较为广泛。但是，受限于大体积、高重量，同时受到卫星通信快速发展的冲击，其发展缓慢。而随着认知无线电与短波发信机功放等的发展，短波数字宽带通信等新型短波通信得到了快速发展，尤其是短波通信的可靠通信能力与数据传输速率能力、以及发信机的小型化等方面得到稳步提升。
[0005]但是，这种新型短波通信技术仍然存在以下缺陷：依托新型短波通信技术，同时涉及短波通信设备的小型化的研究较少，尤其是在海洋应急通信
现有的短波通信设备的大尺寸，严重限制了其发展。并且，在海洋应急通信
，主要依赖于卫星通信的局面，需要得到一定程度的改善。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于海洋应急信号传输的浮标，通过采用长度可变化的短波天线，天线的长度可匹配短波信号的工作频率，提高了短波信号的辐射效率，提升了远海应急通信的可靠性。
[0007]为实现上述目的，按照本专利技术的第一个方面，提供了一种用于海洋应急信号传输的浮标，包括：短波天线，其由柔性材料制成、具有空心管结构，以高压气流吹送的方式展开并且保持垂直于水面的展开状态，用于发射或接收短波信号；天线展开与保持装置，用于在短波天线未展开时收纳短波天线、展开短波天线至预设长度、并在短波天线展开后控制短波天线的展开方向和展开长度；
短波射频装置，与短波天线机械连接，包括天线调谐器和功放组件；短波信号处理芯片，与短波射频装置电性连接，用于在发射短波信号时，对短波发信信息进行编码调制以形成短波信号；在接收短波信号时，对短波射频装置传输的射频信号进行解析；电源模块，分别电性连接天线展开与保持装置、短波射频装置和短波信号处理芯片。
[0008]进一步地，短波天线的底部固定连接于天线展开与保持装置，短波天线的顶部开设有小孔，小孔用于释放高压气流的部分作用压力，使得短波天线保持垂直于水面的展开状态。
[0009]进一步地，天线展开与保持装置包括天线收纳装置及制动装置、充气与气压控制装置，天线收纳装置及制动装置包括：鼓轮盘，用于在短波天线未展开时收纳短波天线；制动装置，与鼓轮盘机械连接，用于对鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制；还与短波信号处理芯片电性连接，用于接收短波信号处理芯片发送的制动指令，制动指令用于指示制动装置对鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制。
[0010]进一步地，天线收纳装置及制动装置还包括：导向轮，与短波天线机械连接，用于引导短波天线的展开方向；长度计数器，与短波天线机械连接，用于测量短波天线的展开长度；并与短波信号处理芯片通信连接，用于将测得的展开长度反馈至短波信号处理芯片。
[0011]进一步地，充气与气压控制装置，包括：高压气瓶、无线充气装置和气压控制装置；高压气瓶与无线充气装置为两级串联充气装置，用于提供短波天线展开至预设长度及在短波天线展开后保持展开状态所需的气流；气压控制装置，用于监测短波天线中的气压并控制释放气体的速度，以保持短波天线垂直于水面的展开状态。
[0012]进一步地，功放组件包括功放管芯片、导热材料和水管，导热材料位于功放管芯片和水管的中间，导热材料和水管以弯曲盘旋的方式布置，用于在浮标释放后对功放管芯片进行散热。
[0013]进一步地，短波信号处理芯片还用于在接收短波信号时，将短波射频装置传输的射频信号的工作频率与对应的标准工作频率进行比较，在短波射频装置传输的射频信号的工作频率与对应的标准工作频率的偏差值大于预设值的情况下，将短波射频装置传输的射频信号的工作频率确定为目标工作频率；否则，将对应的标准工作频率确定为目标工作频率。
[0014]进一步地，上述浮标还包括：水声通信装置，水声通信装置分别与短波信号处理芯片、电源模块电性连接，并在短波天线为展开状态时，通过绳子吊放于海水中；水声通信装置用于将短波信号处理芯片传输的岸基参数信息传输至深海探测设备，或者将深海探测设备的参数信息传输至短波信号处理芯片。
[0015]进一步地，短波信号处理芯片，还用于在接收短波信号时，将短波射频装置传输的射频信号的格式转换为水声通信装置可处理的信号格式。
[0016]进一步地，上述浮标还包括：还包括稳定装置，稳定装置与天线展开与保持装置固定连接，用于在浮标释放后，保持浮标在水面上的稳定状态。
[0017]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
（1）本专利技术提供的用于海洋应急信号传输的浮标，主要用于远海船舶等远离陆地场景下的应急通信，通过采用长度可变化的短波天线，天线的长度可匹配短波信号的工作频率，提升天线增益，优化输入阻抗特性，使得天线辐射效率与长度为1/4波长的鞭天线能力相当，提高了短波信号的辐射效率，能够实现远海船舶与海对岸的无中继高可靠通信，尤其是针对远海应急通信场景，能够保证海洋应急信号传输的稳定性。
[0018]（2）采用本专利技术提供的用于海洋应急信号传输的浮标中的短波射频装置，能够达到减小短波射频装置的体积的目的，有助于用于通信的浮标的小型化设计。
[0019]（3）采用本专利技术提供的用于海洋应急信号传输的浮标，增加了频率自适应调整能力，从而能够实现双向通信，通信的可靠性得到了较大提升。
[0020]（4）采用本专利技术提供的用于海洋应急信号传输的浮标，增加了水声通信功能，实现了海对岸的短波到水声的全程双向通信方式，可实现远程无中继的跨介质双向通信，满足深海探测设备与岸基之间的远距离通信需求。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋应急信号传输的浮标，其特征在于，包括：短波天线，其由柔性材料制成、具有空心管结构，以高压气流吹送的方式展开并且保持垂直于水面的展开状态，用于发射或接收短波信号；天线展开与保持装置，用于在所述短波天线未展开时收纳所述短波天线、展开所述短波天线至预设长度、并在所述短波天线展开后控制所述短波天线的展开方向和展开长度；短波射频装置，与所述短波天线机械连接，包括天线调谐器和功放组件；短波信号处理芯片，与所述短波射频装置电性连接，用于在发射短波信号时，对短波发信信息进行编码调制以形成短波信号；在接收短波信号时，对所述短波射频装置传输的射频信号进行解析；电源模块，分别电性连接所述天线展开与保持装置、所述短波射频装置和短波信号处理芯片。2.如权利要求1所述的浮标，其特征在于，所述短波天线的底部固定连接于所述天线展开与保持装置，所述短波天线的顶部开设有小孔，所述小孔用于释放高压气流的部分作用压力，使得所述短波天线保持垂直于水面的展开状态。3.如权利要求2所述的浮标，其特征在于，所述天线展开与保持装置包括天线收纳装置及制动装置、充气与气压控制装置，所述天线收纳装置及制动装置包括：鼓轮盘，用于在所述短波天线未展开时收纳所述短波天线；制动装置，与所述鼓轮盘机械连接，用于对所述鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制；还与所述短波信号处理芯片电性连接，用于接收所述短波信号处理芯片发送的制动指令，所述制动指令用于指示所述制动装置对所述鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制。4.如权利要求3所述的浮标，其特征在于，所述天线收纳装置及制动装置还包括：导向轮，与所述短波天线机械连接，用于引导所述短波天线的展开方向；长度计数器，与所述短波天线机械连接，用于测量所述短波天线的展开长度；并与所述短波信号处理芯片通信连接，用于将测得的展开长度反馈至所述短波信号处理芯片。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，肖龙忠，陈磊，孙艳超，方毅伟，张章，张雄，李海涛，华怡，郑欢，陈波，唐楷，张书旸，徐帆，徐细波，
申请(专利权)人：武汉船舶通信研究所中国船舶集团有限公司第七二二研究所，
类型：发明
国别省市：