[发明专利]一种水下电场通信分析方法

权利要求书

1.一种水下电场通信分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，获取水下环境参数、通信介质参数和发射/接收电极板参数；

步骤S2，根据公式计算出所述接收电极板在相对于所述发射电极板的任意位置与偏角所接收到的电势差值，用户输入待观察的xyz轴坐标，给出接收电极板在相应x-y平面与偏角z维度上所接收到的电势差分布四维图和发射电极板等效电偶极子的电场分布图；

步骤S3，对所述电势差分布四维图和发射电极板等效电偶极子的电场分布图进行分析，用户输入接收电极板x、y坐标与偏角z维度，得到接收电极板所接收到的电势差值，以实现对水下电场的通信分析。

2.如权利要求1所述的水下电场通信分析方法，其特征在于，

所述通信介质参数包括：相对介电常数和电导率；

所述电极板参数包括：发射能量数据、发射/接收电极板间距、接收电极板最小辨识电压值。

3.如权利要求2所述的水下电场通信分析方法，其特征在于，所述发射能量数据包括以下一种:

(1)所述发射电极板的电量；

(2)发射电压、发射电极板间电容值；

(3)发射电流；

(4)发射电压、发射电极金属球半径。

4.如权利要求1所述的水下电场通信分析方法，其特征在于，在所述步骤S1之后，还包括如下特殊情况:

接收电极板围绕发射电极板转动，且电极板偏航角保持圆切线或偏航角保持不变；

绘出所述接收电极板在x-y平面上任意一点接收到的电势差值与最远通信边界线图；

输入接收电极板围绕发射电极板转动时圆轨道半径，然后绘制出接收电极板圆轨道的电势差图和发射电极板等效电偶极子的电场分布图；

对所述电势差图和发射电极板等效电偶极子的电场分布图进行图形数值分析，根据输入的接收电极板xy坐标值，计算得到接收电势差值，以实现对水下电场的通信分析。

5.如权利要求1所述的水下电场通信分析方法，其特征在于，在所述步骤S1之后，进行水下组网分析，包括如下步骤：

输入节点个数、各节点的位置和偏角；

根据各个节点的位置和偏角，绘制出各节点的连线图、组网图和拓扑图；

输入起始/结束节点序号，规划出电场信号传递最优路径；

输入任意两点节点序号，查询以一个节点作为发射节点，另一个节点作为接收节点，接收节点电极板之间的电势差。

6.如权利要求5所述的水下电场通信分析方法，其特征在于，所述节点的偏角为校正后的电极板角度或无校正的电极板角度。

7.如权利要求1所述的水下电场通信分析方法，其特征在于，在所述步骤S1之后，进行电场定位分析，包括如下步骤：

绘制出发射电极板对接收电极板的定位场景图和发射电极板等效电偶极子的电场分布图；

输入接收电极板接收到的来自发射电极板信号的四个电势差值；

计算出所述接收电极板相对于所述发射电极板的x-y-偏角值，然后判断该x-y-偏角值是否超出最大定位范围，如果是则修正所述x-y-偏角值；

更新当前接收电极板定位值x-y-偏角，判断是否将本次定位点的x-y-偏角值绘制在发射电极板对接收电极板的定位场景图和发射电极板等效电偶极子的电场分布图中，如果是则绘制所述接收电极板相对于所述发射电极板的位置点和偏角，然后进一步判断是否结束定位。