[实用新型]一种应用于水下的声纳调制解调装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下远距离通信技术领域，特别涉及一种应用于水下的声纳调制解调装置。

背景技术

水声通信技术是当代海洋开发、海洋环境立体监测和海洋军事活动中的重要技术组成部分。水下通信方式一般分为水下电通信和水声通信。水下电通信一般距离较短，调试比较困难，水声通信距离远，是近年研究的热点。

早期水声通信机使用的是模拟信号，可是海洋中的鱼类、舰船、波浪等产生的噪声，使海洋中的声场极为混乱，导致接收到的信号模糊不清。水下的声纳调制解调是一种可将水下传感器/仪器获得的数据通过声学途径传输到基站岸上，也可以接收基站岸上主机发送的数据的一种设备。它作为海洋环境监测中的一类无缆的数字传输设备，可通过海水介质，以应答或自动方式，实时地传输各类传感器（如水下潜标）的输出数据至基站、指挥船或水面浮标。

然而水下的声纳调制解调的数据传输信道却是一个极其复杂的时、空、频变参、随机、多径传输的信道。存在着环境噪声高、带宽窄、可适用载波频率低、传输时延长、传输衰耗大等诸多不利因素，是至今为止难度最大的无线通信信道。如何既能保证水下的声纳调制解调传送信号的质量又能达到一定的传输速率的要求，一直是人们在努力解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供应用于水下的声纳调制解调装置，该设备采用正交相移扩频通信技术，可有效抗多途干扰，频谱利用率高、传输距离远、隐蔽可靠、被截获概率低等优点，再结合先进的低功耗数字处理技术，可实现浅海远距离长期可靠通信。

为达上述目的，本实用新型采取如下方案：

一种应用于水下的声纳调制解调装置，该装置由串行接口、可编程逻辑器件、存储器、数字信号处理器、模数转换器、PLL锁相环、第一信号放大器、第二信号放大器、数模转换器、发射/接收转换继电器以及换能器组成，其特征在于：

可编程逻辑器件分别与串行接口、存储器以及数字信号处理器相连，所述可编程逻辑器件通过串行接口接收数据；

数字信号处理器分别与模数转换器、数模转换器连接，所述数字信号处理器接收来自可编程逻辑器件的控制信号以及数据，将处理后的信号发送给数模转换器，经过数模转换后的信号被送入第二信号放大器，放大后经发射/接收转换继电器送入换能器进行发送；

换能器与发射/接收转换继电器连接，所述换能器将接收的信号经发射/接收转换继电器送入第一信号放大器，放大后的信号经PLL锁相环后被送入模数转换器，经过转换的信号被送入数字信号处理器。

优选的，所述数字信号处理器采用TMS320VC5416芯片。

优选的，所述模数转换器采用ADS7818芯片，所述数模转换器采用TLV5616芯片完成A/D和D/A的转换。

优选的，所述第一信号放大电器采用MAX3232芯片进行电压放大。

优选的，所述第二信号放大电器采用OP07芯片进行电压放大。

优选的，所述PLL锁相环采用LMC568芯片以稳定接收信号。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1）采用正交相移扩频通信技术，可有效抗多途干扰，频谱利用率高、传输距离远、隐蔽可靠、被截获概率低，再结合先进的低功耗数字处理技术，可实现浅海（浅海多途干扰较强）远距离长期可靠通信。

2）在设计上最大程度地减少了硬件的使用数量，整体系统功耗低、集成度高、软件可移植，换能器选用市场上的小型防水收发一体换能器。整个系统封装在防水好、密闭性强的塑料盒内，保证系统可靠稳定长期运行。

附图说明

图1为本实用新型水下的声纳调制解调装置的硬件原理框图；

图2为本实用新型中PLL锁相环电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

该水下的声纳调制解调装置的硬件原理框图如图1所示。该装置由串行接口、可编程逻辑器件、存储器、数字信号处理器、模数转换器、PLL锁相环、第一信号放大器、第二信号放大器、数模转换器、发射/接收转换继电器以及换能器组成。

该装置采用TI公司的DSP芯片TMS320VC5416作为数字信号处理器芯片，实现发送端的卷积编码π/4-DQPSK调制和接收端的π/4-DQPSK解调、VITERBI译码。模数转换器采用ADS7818芯片，数模转换器采用TLV5616芯片以完成A/D和D/A的转换。