[实用新型]空气到水跨介质激光致声通信装置

说明书

本实用新型涉及跨介质通信技术领域，具体地说是一种能够适应空中平台与水下目标之间通信需求的空气到水跨介质激光致声通信装置，其特征在于，设有工控机，所述工控机与脉冲激光器相连，脉冲激光器的输出端与1*2分光器相连，1*2分光器的一路输出进入能量计，另一路输出通过平面镜反射后垂直入射到水气交界面，使激光脉冲信号转换为声信号在水下传播，位于水下的水听器接收声信号，水听器的输出端与信号处理电路相连，信号处理电路的控制端与工控机相连，与现有技术相比，能够适应前海通信信道恶劣条件，显著降误码率，进而提高通信质量。

技术领域：

本实用新型涉及跨介质通信技术领域，具体地说是一种能够适应空中平台与水下目标之间通信需求的空气到水跨介质激光致声通信装置。

背景技术：

海空一体化通信在未来战争中和国民经济生产中的地位日益突出，而空中平台与水下目标之间的激光声通信技术是构建海空一体化的重要组成部分，可移除水面通信中继，实现空中平台与水下目标之间的直接通信。现实水声信道特别是浅海信道恶劣条件表现在信道的复杂性、随机多变性和有限带宽，海水边界、海洋动力因素、时空变化和噪声等都会对信号的传输产生影响。

发明内容：

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够提高空气到水跨介质通信质量的空气到水跨介质激光致声通信装置。

本发明通过以下措施达到：

一种空气到水跨介质激光致声通信装置，其特征在于，设有工控机，所述工控机与脉冲激光器相连，脉冲激光器的输出端与1*2分光器相连，1*2分光器的一路输出进入能量计，另一路输出通过平面镜反射后垂直入射到水气交界面，使激光脉冲信号转换为声信号在水下传播，位于水下的水听器接收声信号，水听器的输出端与信号处理电路相连，信号处理电路的控制端与工控机相连。

本实用新型所述激光器为Nd：YAG激光器。

本实用新型所述能量计为激光能量监测器，用于对每个激光脉冲的能量进行检测。

本实用新型还设有用于采集声音信号的麦克风和A/D转换电路，用于将麦克风接收的语音信号转换为数字信号，并送入脉冲激光器。

本实用新型所述信号处理电路包括第一带通滤波器和第二带通滤波器，其中第一带通滤波器与第二带通滤波器的工作频带不同，第一带通滤波器输出端与全波整流电路相连，全波整流电路的输出端与低通滤波器相连，第二带通滤波器的输出端与另一路全波整流电路相连，全波整流电路的输出端与另一低通滤波器相连，两路低通滤波器输出的信号经叠加器叠加后，再送入抽样判决器，以获得原信号信息。

本实用新型在工作时，利用麦克风采集语音信号，并将语音信号送入A/D转换电路进行A/D转换，转换后的数字信号通过编码后送入脉冲激光器，控制激光器的发射重复频率产生声信号，在此过程中调整发射重复率使激光致声信号窄带特性最好，并使其中心频率处能量强且高次谐波抑制性好，获得脉冲激光的高重复率范围，从满足条件的重复频率范围内选定几个调制频率；脉冲激光器输出的光束经分光器后分为两束，其中一束以2％的能量进入激光能量监测器，以便对每个激光脉冲的能量进行检测；另一束通过平面镜反射垂直入射到水气交界面，激光能量聚焦产生热膨胀效应，进而把激光脉冲信号转换为声信号在水下向各个方向传播；声信号经过水声信道传播，由信号接收端的水听器完成接受并将声信号转换为电信号，传输至信号处理电路，信号处理电路对信号进行解调，送入工控机进行后续处理。

本实用新型与现有技术相比，能够适应前海通信信道恶劣条件，显著降误码率，进而提高通信质量。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型中信号处理电路的结构示意图。