[实用新型]基于扩频通信的超短基线应答器

说明书

技术领域

本实用新型涉及水声定位及通信设备领域，特别是涉及一种基于扩频通信的超短基线应答器。

背景技术

随着科学技术的发展，水声定位技术在民用方面也得到了广泛的应用，例如海洋资源开发、水下油气管道的布设、水下电缆的铺设、水下救险、沉船打捞、潜水员定位以及航道异物清除等都要用到水声定位技术，为人类从事海洋活动提供了更广阔的前景。拥有全天候、高精度、高可靠性的水声定位系统也为人类的海洋资源开发提供了更加可靠的保障。

水声定位系统在海洋科学领域应用广泛，就目前的技术而言，水声定位和通信技术仍然是水下目标定位导航的主要方法，在海底需要定位的设备上绑缚若干水声应答器，通过对应答器的询问，测定应答器应答信号的时延和相位差来确定自身的位置，从而实现定位导航精度高，具有便于操作，携带方便等特点。

超短基线水声定位是水下目标定位与导航的重要技术，水声应答器又是超短基线定位系统的重要组成部分，但受耐压壳体、换能器工艺、信号处理手段、低功耗设计等因素限制，国内生产的应答器普遍存在功能单一、作用距离短、可靠性差、待机时间短、系统定位时间长等缺点。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是如何实现应答器的功能扩展、作用距离延长、并提高其可靠性和待机时间，降低水声定位系统的定位时间。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于扩频通信的超短基线应答器，其包括：顺次相连且分别与应答器主板相连的接收预处理单元、模拟值守及控制电路单元、数字处理单元和功放及匹配电路单元；所述接收预处理单元和功放及匹配电路单元与收发合置换能器相连；所述接收预处理单元和模拟值守及控制电路单元为常开电路，所述模拟值守及控制电路单元的单片机模块值守时工作在待机状态，其工作状态由所述模拟值守及控制电路单元唤醒；所述接收预处理单元、模拟值守及控制电路单元、数字处理单元和功放及匹配电路单元内均由所述单片机模块控制其供电的通断。

其中，所述数字处理单元和功效及匹配电路单元值守时工作在掉电状态，其供电模块与所述单片机模块相连，由单片机模块控制供电模块的通断。

其中，还包括分别与应答器主板相连的电池组单元和电源转换电路单元，所述电池组单元包括一块电池组，所述电源转换电路单元用于对所述电池组单元的电压进行转换，分别供给所述接收预处理单元、模拟值守及控制电路单元、数字处理单元和功放及匹配电路单元。

其中，所述电源转换电路单元的电路芯片采用DC-DC模块。

其中，所述电源转换电路单元包括顺次相连的两级电压转换模块，第一级电压转换模块采用DC-DC芯片TPS54232，第二级电压转换模块采用DC-DC芯片TPS62050。

其中，所述接收预处理单元和模拟值守及控制电路单元采用电源芯片使能；所述数字处理单元和功放及匹配电路单元采用POWERMOSFET使能电路使能。

其中，所述应答器分配有组号和地址码号，并采用扩频通信方式对其发射的信号进行调制处理。

其中，所述模拟值守及控制电路包括可切换的模拟值守电路和单片机值守电路。

其中，所述单片机采用MSP430F5438单片机；所述数字处理单元的数字处理芯片采用TMS320VC5509A数字信号处理器。

其中，还包括电池电量检测模块，设置在所述电池组单元内，用于实时监测电池组单元内电池组的电量。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的基于扩频通信的超短基线应答器中，各部分模块单元均采用超低功耗设计，可以长时间的在海底待机，并配合甲板控制单元实施海底定位，提高工作效率、降低使用成本；应答器具有电池电量实时检测功能，可以根据甲板控制单元指令，反馈应答器电池电量信息，从而提高系统工作稳定性和应答器回收率；应答器采用宽带扩频技术，一次可同时应答多个应答器，降低系统定位时间，提高工作效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的基于扩频通信的超短基线应答器的总体结构框图；

图2是本实施例中电源转换电路的低功耗设计原理图；

图3是本实施例中模拟值守及控制电路的低功耗设计原理图；

图4是本实施例中单片机值守电路的低功耗设计原理图；

图5是本实施例中接收与处理单元的低功耗设计原理图；

图6是本实施例中数字处理单元的的低功耗设计原理图。

具体实施方式