【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，更具体的说是涉及一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置。
技术介绍
1、北斗卫星导航系统(以下简称北斗)是继美国gps全球定位系统和俄国glonass之后第三个成熟的卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，其中北斗导航系统的一大突出特色是短报文通信，可以发布文字信息，并能够定位，可以显示发布者的位置，在国防、民生和应急救援等领域，都具有很强的应用价值，北斗在灾区、野外作业、海上作业移动通信中断等情况下，起着颠覆性应用和重要应急功能角色。
2、采用传统低频长波通信方式进行应急通信工作时，虽然低频电磁波在地下、水下其趋肤深度大，能实现远距离通信的目标，但是无法克服低频电磁波长波通信机制下传输速率慢的缺点。并且在建立地下、水下与北斗之间通信通路时，由于大气层反射作用，只有微波能穿过电离层，到达卫星，因此来自地下、水下的低频信号无法到达卫星，需要建立地面信号转接装置，因此地面信号转接装置不仅仅要拥有低频信号收发能力，也必须有能力应对来自北斗卫星的高频信号。
3、因此，如何建立基于北斗卫星的地下、水下与北斗之间通信通路，实现地下/水下、地面、空天一体通信功能是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，引入磁通信技术和超导技术突破现有技术框架，获得一条全新的双工通信技术路线，实现地下/水下、地面、空天一体双工通信的功
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，包括：两组小型化低频磁通信高温超导收发装置、滤波收发天线和北斗卫星通信信号处理设备；
4、一组所述小型化低频磁通信高温超导收发装置安装于地下或水下，另一组安装在地表，所述小型化低频磁通信高温超导收发装置之间进行磁通信；
5、安装于地表的所述小型化低频磁通信高温超导收发装置通过变频器将信号输入所述滤波收发天线，与所述滤波收发天线进行高频通信；所述小型化低频磁通信高温超导收发装置通过所述变频器将低频信号转换为高频信号发送至所述滤波收发天线；
6、所述滤波收发天线连接所述北斗卫星通信信号处理设备，所述滤波收发天线的电磁波信号经过所述北斗卫星通信信号处理设备处理后与北斗卫星进行高频电磁波通信。
7、优选的，所述小型化低频磁通信高温超导收发装置包括杜瓦瓶、高温超导螺旋天线、超高灵敏低频信号接收器、三轴台和底座；所述高温超导螺旋天线包括超导带和磁芯；所述磁芯位于所述超导带内安装于所述底座上，并位于所述底座上的所述杜瓦瓶内；所述超高灵敏低频信号接收器安装在所述三轴台上，且均位于所述杜瓦瓶内；所述杜瓦瓶与所述底座密封连接。
8、优选的，所述高温超导螺旋天线采用高温超导材料和螺旋型结构；所述高温超导材料为rebco高温超导材料、bscco高温超导材料或mgb2超导材料。
9、优选的，所述超高灵敏低频信号接收器包括超导量子干涉仪或巨磁阻抗/高温超导复合磁强计，超导量子干涉仪包含由高温超导薄膜材料或高导电材料制成的耦合接收线圈探头。
10、优选的，所述超导带包括缓冲层和基底层，采用单面/双面高温超导带材料制备方法将所述缓冲层涂覆在所述基底层表面；所述缓冲层含有氧化铈和/或ysz。
11、优选的，所述底座内设置有控制电路，分别电连接所述高温超导螺旋天线和所述三轴台；所述控制电路采用补偿算法对所述三轴台的三轴正交性进行补偿优化。
12、其产生的有益效果，高温超导螺旋天线采用高温超导材料制备降低了天线体积和重量，因高温超导材料表面电阻极低，且超薄的高温超导带材可通入百安培级大电流，因此制得超导小天线，同时将天线设置为螺旋型结构，利用螺旋型结构天线在发射信号过程中沿天线轴向辐射最大的特点，获得一种满足定向性和低频通信需求的螺旋型高温超导收发小天线，保证了信号传输速率、距离、质量以及保密性；超高灵敏低频信号接收器包括超高灵敏squid或gmi/高温超导复合磁强计，针对百米到公里级地下、水下应急通信的过程中微弱磁信号接收的难题，结合最灵敏的超高灵敏squid和gmi/高温超导复合磁强计，实现低频微弱磁场信号的检测，解决由于毕奥-萨伐尔定律下的磁场强度随着距离三次方衰减导致远距离弱磁信号接收的难题，通过搭建小型化低频磁通信高温超导收发装置，实现低频磁信号的全方位接收。所述高温超导螺旋天线包括超导带和磁芯；所述磁芯位于所述超导带内安装于所述底座上，并位于所述杜瓦瓶内；所述超高灵敏低频信号接收器安装在所述三轴台上，并位于所述杜瓦瓶内；所述三轴台安装在底座上，并位于所述杜瓦瓶内；所述杜瓦瓶与所述底座密封连接。
13、优选的，所述滤波收发天线工作于真空室中，所述真空室连通制冷机，通过制冷机维持所述滤波收发天线工作所需的低温；所述滤波收发天线设置为多层膜芯片收发天线；所述多层膜芯片收发天线采用微带线多层耦合结构的高温超导材料制成，采用微带线多层耦合结构。基于分立的高温超导滤波收发天线应用于小型化低频磁通信高温超导收发装置和北斗卫星通信信号处理器的中间环节，极大地提高了装置的灵敏度和抗干扰性，从而实现在复杂电磁环境下，对微弱的信号进行接收与处理；采用高温超导技术来高效处理高频信号，高温超导材料的能隙可以工作在ghz甚至thz的频率段，另外高温超导材料具有微波损耗极低的优点，其微波表面电阻比传统铜材料的微波表面电阻小3个数量级，制成的天线效率高，可以实现在复杂电磁环境下在地面对微波信号的探测和接收。
14、优选的，装置还包括人机交互设备，通过所述滤波收发天线接收卫星信号或发送ghz信号，实现双工通讯功能。
15、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，包括小型化低频磁通信高温超导收发装置、人机交互设备、变频器、滤波收发天线和北斗卫星通信信号处理设备，小型化低频磁通信高温超导收发装置可以用于矿下应急通信，可高效稳定的用于水下通信系统，也可以应用于矿下或者井下物探，磁异常目标探测；采用高温超导材料的高频通信紧耦合型的滤波收发天线，可以用于北斗卫星与地面移动通信；本专利技术的装置系统可以通过北斗应急播报系统，应对自然灾害、矿难、水下救援等应急应用场所紧急通信，尤其是在移动信号、电力中断的情况下，发挥其功能优势，避免财产和声明损失。本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，包括：两组小型化低频磁通信高温超导收发装置、滤波收发天线和北斗卫星通信信号处理设备；
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述小型化低频磁通信高温超导收发装置包括杜瓦瓶、高温超导螺旋天线、超高灵敏低频信号接收器、三轴台和底座；所述高温超导螺旋天线包括超导带和磁芯；所述磁芯位于所述超导带内安装于所述底座上，并位于所述底座上的所述杜瓦瓶内；所述超高灵敏低频信号接收器安装在所述三轴台上，且均位于所述杜瓦瓶内；所述杜瓦瓶与所述底座密封连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述高温超导螺旋天线采用高温超导材料和螺旋型结构；所述高温超导材料为REBCO高温超导材料、BSCCO高温超导材料或MgB2超导材料。
4.根据权利要求2所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述超高灵敏低频信号接收器包括超导量子干涉仪或巨磁阻抗/高温超导复合磁强计，超导量子干涉
5.根据权利要求2所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述超导带包括缓冲层和基底层，采用单面/双面高温超导带材料制备方法将所述缓冲层涂覆在所述基底层表面；所述缓冲层含有氧化铈和/或YSZ。
6.根据权利要求2所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述底座内设置有控制电路，分别电连接所述高温超导螺旋天线和所述三轴台；所述控制电路采用补偿算法对所述三轴台的三轴正交性进行补偿优化。
7.根据权利要求1所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述滤波收发天线设置于真空室中，所述真空室连通制冷机；所述滤波收发天线设置为多层膜芯片收发天线，所述多层膜芯片收发天线采用微带线多层耦合结构的高温超导材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，装置还包括人机交互设备，通过所述滤波收发天线接收卫星信号或发送GHz信号。
...【技术特征摘要】
1.一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，包括：两组小型化低频磁通信高温超导收发装置、滤波收发天线和北斗卫星通信信号处理设备；
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述小型化低频磁通信高温超导收发装置包括杜瓦瓶、高温超导螺旋天线、超高灵敏低频信号接收器、三轴台和底座；所述高温超导螺旋天线包括超导带和磁芯；所述磁芯位于所述超导带内安装于所述底座上，并位于所述底座上的所述杜瓦瓶内；所述超高灵敏低频信号接收器安装在所述三轴台上，且均位于所述杜瓦瓶内；所述杜瓦瓶与所述底座密封连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述高温超导螺旋天线采用高温超导材料和螺旋型结构；所述高温超导材料为rebco高温超导材料、bscco高温超导材料或mgb2超导材料。
4.根据权利要求2所述的一种基于北斗短报文功能的高精度超导量子天线通信装置，其特征在于，所述超高灵敏低频信号接收器包括超导量子干涉仪或巨磁阻抗/高温超导复合磁强计，...
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