[发明专利]一种遥控水声通信系统及无人水下航行器

权利要求书

1.一种遥控水声通信系统，其特征在于：包括用于发出控制信号的水声发射机和用于接收所述控制信号的水声接收机，所述水声发射机与所述水声接收机通过声波进行通信连接。

2.根据权利要求1所述遥控水声通信系统，其特征在于：所述声波的频率大于等于5kHz且小于等于900kHz。

3.根据权利要求1或2所述遥控水声通信系统，其特征在于：所述水声发射机包括用于发出数字控制信号的数字命令发生器、用于将数字信号转换为模拟信号的模拟波形发生器、用于驱动声电换能器的换能器驱动电路和用于将电信号转换为声波信号的声电换能器，所述数字命令发生器、所述模拟波形发生器、所述换能器驱动电路和所述声电换能器依次电连接。

4.根据权利要求3所述遥控水声通信系统，其特征在于：所述模拟波形发生器包括上开关电路、下开关电路和储能电容电阻网络，所述上开关电路由缓存器驱动，所述下开关电路由反相器驱动；所述上开关电路和所述下开关电路的输入端均与所述数字命令发生器的命令输出端电连接；所述上开关电路和所述下开关电路的输出端分别与三输入端的变压器的两个输入端电连接；所述储能电阻电容网络的一端串接功率电阻后与电源正极电连接，另一端与所述变压器的另一个输入端电连接。

5.根据权利要求4所述遥控水声通信系统，其特征在于：所述换能器驱动电路包括杂波滤波电路，所述杂波滤波电路为阻容并联网络，所述阻容并联网络的两端分别与所述变压器的两个输出端电连接；所述阻容并联网络的两端还分别与声电换能器的两个引脚电连接。

6.根据权利要求1或2所述遥控水声通信系统，其特征在于：所述水声接收机包括用于将声波信号转换为模拟电信号的声电换能器、对模拟电信号进行处理的声波处理电路、将模拟电信号转换为数字信号的模数转换电路和对数字信号进行处理的数字信号处理电路，所述声电换能器、所述声波处理电路、所述模数转换电路和所述数字信号处理电路依次电连接。

7.根据权利要求6所述遥控水声通信系统，其特征在于：所述声波处理电路包括放大电路、滤波网络、对数放大器和同相比例运算电路，所述放大电路、所述滤波网络、所述对数放大器和所述同相比例运算电路依次电连接，且相邻两个电路或网络之间串接隔直电容或滤波电容。

8.根据权利要求1所述遥控水声通信系统，其特征在于：所述滤波网络包括第一级有源带通滤波网络和第二级有源带通滤波网络；所述第一级有源带通滤波网络和所述第二级有源带通滤波网络依次电连接，且二者之间串接隔直电容。

9.一种对权1-8所述通信系统中水声接收机经模数转换后的数字信号进行数字信号处理的方法，步骤包括：S1、采用能量检测帧同步实现信号初步同步；S2、在卷积运算和匹配滤波后，对等效的基带信道进行估计；S3、采用频域均衡方法进行信道均衡；S4、对均衡后的数据流片段进行解码；S5、对解码后数据进行拼接，再判断帧头帧尾是否同时出现，若是进行数据段拼接，若否则返回信道估计；S6、进行命令标识判断，若是则传送给底层控制板进行控制，若否则返回S1。

10.一种无人水下航行器，其特征在于：所述航行器上设有用于驱动航行器航行的驱动电路和权1-8所述的水声接收机，所述水声接收机的输出端与所述中控电路电连接；用于控制所述航行器在水中航行的控制台上设有权1-8所述的水声发射机；所述水声发射机和所述水声接收机通过声波通信连接。