[发明专利]海水隐形天线

说明书

一、所属技术领域

本发明涉及一种无线通信用的天线装置，尤其是能利用海水作为载体发射无线电信号。

二、背景技术

无线通信离不开天线，天线作为无线通信的咽喉是不可缺少和不可替代的重要设备。短波和长波通信由于通信距离远在海军的潜艇和舰艇通信中被广泛应用，而短波/长波天线体积或者长度都较大，在潜艇和小型舰艇上安装架设很不方便，且目标大容易遭摧毁是其致命的弱点，难于隐形。不仅如此，由于现代舰艇上各种通信设备、武器装备不断增多，使得舰艇上天线林立，由此带来异常复杂的电磁环境，另外目前由于受天线尺寸的影响，天线的效率非常低，严重影响通信质量。

三、发明内容

海水中含有大量的盐份是不错的导电体，只要海水通过一定的处理形成一导电的水柱就可以作为线状的天线辐射体，用水泵将海水变成一个高压水柱形成天线的辐射体，通信时水泵打开，形成海水水柱天线；不通信时水泵关闭而达到隐形目的；而且水柱是不怕枪击炮轰，由于水柱尺寸远大于传统天线，其辐射效率明显提高。本装置可供海军舰艇和潜艇作为无线短波/长波通信的收发天线，具有高效率、低轮廓、隐形和抗毁功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：水柱的形成可以将海水压缩成水柱的方法来实现，但是直接将大海的海水用水泵将压缩成水柱是不能作为天线使用的，因为水柱与大海相通而将电台的射频信号短路了；所以实现海水天线的关键是水电隔离技术，即射频信号与大海的隔离技术，这可以通过在水泵和水柱之间设计水电分离器来实现隔离通向大海的电信号。

水电分离器是利用电感的高频特征，在水泵与大海之间接一个具有一定电感量，海水能够通过但高频信号又不能通过的管状电感，这个电感是用铁氧体增加电感量。

为了达到最佳的天线性能和通信效果，在水泵出水口安装一个压力传感器，由计算机根据风速、风向和通信频率自动改变水柱长短、粗细和角度，水柱呈抛物线时可工作在高仰角状态，实现无盲区通信。由于要达到隐形目的，水柱不可能长期存在，只能短时间形成和存在，要求配套的通信系统将通信数据压缩打包，并且数据包中包含下次通信的频率、时间等信息，进行触发通信。

3、有益效果

本发明的有益效果是，本装置可供海军舰艇和潜艇作为无线短波/长波通信的收发天线，具有高效率、低轮廓、隐形和抗毁功能。

四、附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图是本发明的原理图。

图中高压水泵将海水加压后供给水电分离器进行水电分离，防止电信号对大海短路，经水电分离后的高压海水通过水柱形状的调节和辐射角的调节，由喷射器向空中喷射形成水柱，计算机根据通信频率控制高压水泵的压力而改变水柱的长短、粗细和水柱的角度，通信设备的射频端口通过电缆与水电分离器相连接即可通信。

五、具体实施方式

(1)建立海水天线成型模型，分析高压喷射器的仰角、水流初速度、风向风速和船速等因素对海水天线成型的影响。

(2)利用电磁软件HFSS仿真分析不同形状海水天线的方向图、增益和输入阻抗特性，以便通过计算机结合水柱成型模型得到最佳的海水天线。

(3)利用压力传感器和风速风向传感器，为计算机控制海水天线形状提供数据，编制海水天线成型的控制程序，完成不同通信需求的天线形状的自适应控制。

(4)设计水电隔离器将水电隔离，阻止海水天线与大海相通而将电台的射频信号短路。

(5)设计不同形状通信天线的阻抗匹配，提高天线的辐射效率。