[发明专利]一种水下通信装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下通信装置与方法，属于水下通信技术领域。

背景技术

在现有水下通信技术的应用中，有采用电信号进行通信的，一般是水下作业装置通过连接在水面舰船或岸上监控装置的电缆进行通信。也有采用长波通信的。由于短波在水中衰减很快，水下无线电波通信常常采用长波和甚长波通信，以被动接收为主。由于电磁波在水介质中的传播衰减很大，达到2dB/m，利用无线电进行水下通信的距离很短，所以常常需要水下设备浮出水面或将接收天线伸出水面，接收水面舰船或岸上监控装置发送的信息。传统技术中水下设备与岸上或母船间的通信也有采用光信号的案例。例如：复旦大学公开了一种“基于水下光缆的水下航行体通信方法与系统”（201110006252.1）该系统通过布设光缆网络，构建被动声接收网，实现水下航行体与陆上基站的单向通信，该方案需要预先铺设通信光缆，这一点限制了其应用。

发明内容

本发明的目的是解决现有水下通信方法中传播距离短，需要预先铺设通信光缆等问题，而提出一种水下通信装置。

本发明为解决上述技术问题提出一种基于铁磁材料的水下磁通信装置，该装置包括由水上信号发送器、信号接收器或者信号收发器构成的水上信号系统及与之相对应的由水下信号接收器、信号发送器或者信号收发器构成的水下信号系统，水上信号系统与水下信号系统之间通过有线信号通路连接，所述的有线信号通路为铁磁材料制成的缆索。

所述的信号发送器包括处理器、发送信号转换器和励磁线圈，处理器的输出端与发送信号转换器的输入端相连，发送信号转换器的输出端与励磁线圈相连，励磁线圈穿设在发送端的缆索上，所述的信号接收器包括处理器、接收信号转换器和磁感应器，磁感应器串设在接收端的铁磁缆索上，与铁磁缆索磁连接，接收信号转换器输入端与磁感应器相连，接收信号转换器的输出端与处理器的输入端相连。

所述的信号收发器包括处理器、收发信号转换器、励磁线圈和磁感应器，处理器与收发信号转换器相连，收发信号转换器分别与励磁线圈和磁感应器相连，励磁线圈穿设在铁磁缆索上，磁感应器串设在铁磁缆索上。

所述的铁磁缆索旁还设有一根并行的由铁磁材料制成的缆线，该铁磁缆线的两端与所述的铁磁缆索的两端磁连接，且铁磁缆线和铁磁缆索上都包覆有铜箔，用以进行磁隔离。

所述的信号发送器和信号接收器中的至少一个安装在水下作业装置上。

所述的励磁线圈和磁感应器与信号转换器之间采用水密电缆和水密连接器连接。

所述的信号接收器和信号收发器中还包括调理电路，调理电路的输入端与接收信号转换器和收发信号转换器相连，用于对接收到的电信号进行放大、滤波、整流和模数转换。

所述的水下通信装置中的电路部分设置有磁屏蔽装置，用以避免电路受到磁干扰。

本发明还出一种水下通信方法，该方法的具体步骤如下：

1）.进行水下通信的两端的信号以磁信号的形式通过信号发送器、信号接收器或者信号收发器；

2）.将得到的磁场信号以铁磁材料为传输介质进行传送。

所述的信号发送器包括处理器、发送信号转换器和励磁线圈，处理器的输出端与发送信号转换器的输入端相连，发送信号转换器的输出端与励磁线圈相连，励磁线圈穿设在发送端的缆索上，所述的信号接收器包括处理器、接收信号转换器和磁感应器，磁感应器串设在接收端的铁磁缆索上，与铁磁缆索磁连接，接收信号转换器输入端与磁感应器相连，接收信号转换器的输出端与处理器的输入端相连。

所述的信号收发器包括处理器、收发信号转换器、励磁线圈和磁感应器，处理器与收发信号转换器相连，收发信号转换器分别与励磁线圈和磁感应器相连，励磁线圈穿设在铁磁缆索上，磁感应器串设在铁磁缆索上。

所述的铁磁材料的传输介质为连接水下通信两端的铁磁缆索和在该缆索旁设置的一根并行的由铁磁材料制成的缆线，该铁磁缆线的两端与所述的铁磁缆索的两端磁连接，且铁磁缆线和铁磁缆索上都包覆有铜箔，用以进行磁隔离。

所述的发送端和接收端中至少有一端安装在水下作业装置上。

所述的收、发信号采用相同的水系磁通信体制，即励磁信号采用开关量控制，串行收发，波特率一致的体制。

本发明的有益效果:本发明通过在发送端设置发送信号转换器和励磁线圈，在接收端设置磁感应器和接收信号转换器，待发送的信号首先被转换为磁通信电信号后通过励磁线圈以铁磁材料为传输介质，传送到接收端，接收端通过磁感应器将接收到的磁信号转换成电信号。本发明结构简单，易实现。 

附图说明