[发明专利]基于系留气球的可伸缩有源漂浮天线系统的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可伸缩有源漂浮天线系统的实现方法，尤其是一种基于系 留气球的可伸缩有源漂浮天线系统的实现方法，属通信技术领域。

背景技术

与其他通信方式相比，微波通信具有传输可靠性高、建设周期短、抗自然 环境异常变化能力强、不容易遭受人为破坏，跨越山河方便等独到的特点，在 通信领域发挥着重要作用。近年来，随着通信技术、微电子技术、天线技术和 网络技术的飞跃发展，微波通信技术速率更高，设备体积更小，功耗更低，安 装更方便，使用的范围更广，方式更灵活、敏捷，正在从卫星通信、长距离微 波干线传输、无线广播向蜂窝移动通信和无线宽带网方向发展，成为当今通信 领域和网络领域研究与应用的热点。

我国是海洋大国，渔业资源丰富。随着海上渔业作业，特别是远海渔业作 业的增加，渔民海上遇险事故呈逐年上升趋势。但是，海上的通信条件非常落 后，出海渔船得不到有效的信息服务，遇险后也无法尽快将遇险消息准确地上 报给海事搜救部门，给渔民的生命财产造成很大的损失。因此，急需建设海上 通信系统。

由于卫星通信设备造价太高，不适合中小型渔船使用。而在海上只能采用 无线通信方式，因此，微波无线通信成为构建海上通信网的首选方式。在本系 统中，从渔船离港时起船上的通信终端模块会实时将船只的位置信息发送到系 统管理中心，系统管理中心能够实时监控并存储所有船只的航迹信息；当某船 只遇险失踪后，系统管理中心可以通过轨迹回放确定出事船只的位置，并向出 事点周围的船只发出救援信息，前去支援。若渔船安全返港，管理系统则将该 船的航行信息存储入数据库中，以备查询。

频率高于300MHz的无线电波称之为微波，具有直线传输的特性。通常在没 有障碍的两点间(称为可视距离)建立点对点的传输叫视距传输。由于地球是球 形，地球表面任何两点间都有一定的凸起，凸起的地球表面会挡住视线。因此， 可视距离与天线高度的关系如图1所示，理论计算公式是：

d=(r+h1)2-r2+(r+h2)2-r2]]>

其中h₁是发射天线高度；h₂是接收天线高度；r＝6376公里，是地球半径；d是 可视距离。

在实际工程建设中，确定天线高度不仅要考虑地球表面的突起，还要考虑 地形、地物(建筑物、树林)以确保两站间要满足视距传输要求。在陆地上， 一般把微波天线安装在铁塔上，以增加通信距离。铁塔越高，可视距离越远， 但造价也高。因此，铁塔高度与可视距离要平衡考虑。在平原地区微波站距离 一般在30～45公里，铁塔高度在50～60米，才能满足视距的要求。有时候为 节省投资往往把微波站设在山头上或高层建筑上。在海面上，微波传输方式主 要依靠直射波传输，海上基本没有反射体，海面的反射对信号传输影响不大， 传输距离主要是取决于收发天线的架设高度。根据我们的调查，普通中小型渔 船的船载天线高度一般不超过10米，根据上面的公式，两个渔船间的理论通信 距离为22.584公里。很难满足渔船海上作业的需要，特别是远海作业的需要。

在广阔的海洋中，除了少数的岛礁，很难建设大型的基站，也没有可利用 的山头和高层建筑，因此，只能提高渔船自身天线的高度，以增加传输距离。 但是，渔船的承载能力有限，在渔船上架设过高的天线既不经济，也不现实。 因此天线高度问题是海上无线通信的一个关键问题。