[发明专利]一种应用于水下航行体的发生接收系统及其实现方法

权利要求书

1.一种应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：包括发生装置和接收装置，其中发生装置产生德拜磁场，接收装置包括控制处理器、激光器、光电探测器和探头机构，其中探头机构设置在所述德拜磁场中，探头机构包括两个无磁光纤准直器、温控机构和原子气室，所述控制处理器与激光器连接，为激光器提供驱动电流，激光器输出两束平行双线偏振光，两束平行双线偏振光通过其中一个无磁光纤准直器进入原子气室，与原子气室中的原子相互作用，并通过另外一个无磁光纤准直器传输至光电探测器，由光电探测器将光信号转换为电信号后传输至控制处理器进行解算，得到德拜磁场信息，所述温控机构用于将原子气室加热至设定温度；

所述发生装置包括磁屏蔽室、无磁动力机构、驱动机构、转动机构和无磁容器，所述无磁容器中填充海水，转动机构设置在无磁容器中，无磁容器设置在磁屏蔽室内，无磁动力机构设置在磁屏蔽室内，且位于无磁容器的海水上方，所述无磁动力机构在驱动机构的驱动下带动转动机构进行旋转，推动邻近海水产生尾流，搅动海水中钠离子和氯离子诱发德拜磁场；

所述转动机构包括转动轴与螺旋桨，所述转动轴为两个，垂直安装，其中一个转动轴的一端与螺旋桨连接，另一个转动轴的一端与无磁动力机构连接。

2.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述接收装置还包括无磁单模保偏光纤和无磁多模光纤，其中激光器通过无磁单模保偏光纤与第一无磁光纤准直器连接，第一无磁光纤准直器将无磁单模保偏光纤传输的光变为空间准直光，并进入原子气室，无磁多模光纤与第二无磁光纤准直器连接，第二无磁光纤准直器将原子气室中的空间准直光耦合至光纤；所述两个无磁光纤准直器分别为第一无磁光纤准直器和第二无磁光纤准直器。

3.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述温控机构包括无磁加热片和热敏电阻，其中无磁加热片设置在原子气室外壁面，为原子气室加热，热敏电阻与原子气室连接，用于测量原子气室的温度。

4.根据权利要求3所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述无磁加热片与热敏电阻均通过双绞线与控制处理器连接，热敏电阻测量原子气室的温度，并反馈至控制处理器，控制处理器根据原子气室的温度，控制无磁加热片对原子气室进行加热。

5.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述原子气室的尺寸≥25mm×40mm；原子气室中为⁸⁷Rb原子。

6.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述原子气室的温度控制在30℃～40℃的恒温状态。

7.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述接收装置还包括光纤法兰和电连接器，激光器的输出光通过光纤法兰与无磁单模保偏光纤相连，控制处理器通过电连接器与双绞线连接；所述激光器为尾纤式蝶形VCSEL激光器。

8.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述无磁容器为敞口结构，沿深度方向的截面为等边梯形；所述等边梯形的两个夹角为115～125°。

9.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述驱动机构包括电动马达驱动器和函数信号发生器，所述函数信号发生器将旋转频率发送给电动马达驱动器，电动马达驱动器根据所述旋转频率，驱动无磁动力机构带动转动机构按照要求的频率进行旋转。

10.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述转动机构和无磁动力机构均采用无磁钛合金材料制成；所述无磁动力机构为无磁电动马达。

11.根据权利要求1所述的应用于水下航行体的发生接收系统，其特征在于：所述磁屏蔽室为密闭空间，内部剩磁为5nT以下。