[发明专利]一种紧凑型水声通信节点

说明书

本发明公开了一种紧凑型水声通信节点，包括圆筒状的舱体、水密接插件和水声换能器；所述紧凑型水声通信节点还包括：位于舱体内的电池供电系统和通信机电路系统；所述电池供电系统，用于采用锂电池给通信机电路系统供电；所述通信机电路系统，用于对接收到的信号进行转换和运算处理，然后对处理后的信号进行功率放大，再经滤波和变压后转换为发射所需的高压电信号；所述水声换能器设置在舱体内；所述水声换能器和水密接插件分别设置舱体的两个端口。本发明的紧凑型水声通信节点在技术方面的提高及成本方面的降低，使得原来无法实现的全水深实时通信成为可能；成功实现了长时间深海无线实时通信以及全海深通信，使得国内深海全水深通信技术达到国际领先水平。

技术领域

本发明属于水声通信技术领域，具体而言涉及一种紧凑型水声通信节点，可应用于全水深海洋通信。

背景技术

常规的电磁波、光通信由于在水下衰减严重，无法实现在水下长距离的信息传输。目前海洋中无线信息传输的主要技术手段是水声通信，水声通信技术在海洋环境监测、水下航行器和载人潜水器作业等方面有着广泛应用。水声通信机网络可灵活地用于不同的速率载荷、覆盖距离、水体深度和网络结构的情景，可广泛地应用于海洋环境监测，实现水下不同空间位置多个观测设备之间的信息交互。同时，水声信道传输状态多变和海洋恶劣的作业环境，对通信和设备可靠性有较高要求。

传统水下通信节点，包括水密接插件、通信机芯、电声换能器和电池供电系统。通常电池供电系统作为单独一部分，设置在通信节点的外部，其余部分作为通信机。在某些应用中，例如无线潜标实时化系统中，由于要求潜标工作一年以上，所以电池供电系统采用两罐26公斤的电池并联。由于电池罐电池仓笨重且相互之间用水密线缆连接，因此需要提供额外的机械结构固定这些设备，甚至需要连接浮球提供额外的浮力。这种通信节点会造成两方面的困难：第一，操作灵活性差，通信节点体积大，重量重，需要专门的起吊设备对通信节点进行操作；第二，可靠性低，因为各个独立部分相互之间需要使用线缆连接，在操作及使用过程中容易出现因为拉拽磕碰等现象，从而导致设备出现故障。因为传统的通信节点设备自身的这两方面困难，导致其应用受到限制。例如，因为其整体结构体积大重量重，外部线缆连接复杂，只能将其应用于个别水深的水下通信，每增加一个这样的通信节点就要相应地增加更多的配套设施，实时难度以及成本都将成倍增长，所以一直无法应用于全水深多节点的水下实时通信。

发明内容

本发明的目的在于解决传统的通信节点其电池罐或电池仓笨重，且相互之间在操作及使用过程中容易出现拉拽磕碰导致设备故障，无法应用于全水深多节点的水下实时通信问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种水下紧凑型水声通信节点，

包括圆筒状的舱体、水密接插件和水声换能器；所述紧凑型水声通信节点还包括：位于舱体内的电池供电系统和通信机电路系统；

所述电池供电系统，用于采用锂电池给通信机电路系统供电；

所述通信机电路系统，用于对接收到的信号进行转换和运算处理，然后对处理后的信号进行音频集成功放，再经滤波和变压后转换为发射所需的高压电信号；

所述水声换能器设置舱体内；所述水声换能器和水密接插件分别设置舱体的两个端口。

作为本发明装置的一种改进，所述电池供电系统为24V锂电池。

作为本发明装置的一种改进，所述水声换能器与舱体之间采用防水密封连接。

作为本发明装置的一种改进，所述通信机电路系统包括信号接收处理模块、发射机模块和电源模块；

所述信号接收处理模块，与水密接插件连接，用于处理从所述水密接插件接收到的外部数据信号，将处理后的信号传送给发射机模块；

所述发射机模块，用于将接收到的信号处理为发射所需的高压电信号提供给所述水声换能器；所述发射机模块包括，运算放大器、音频集成功放单元和LC滤波电路和变压器；