[发明专利]一种基于波浪滑翔器的电磁信道监测系统

说明书

本发明涉及一种具有蒸发波导监测系统的波浪滑翔器，通过搭载在波浪滑翔器上的蒸发波导电磁信道监测系统，建立近海面信道监测链路，根据应用需求，规划波浪滑翔器运动路径，得到指定海区、指定频率的信道监测数据及海洋气象数据，并通过北斗通信技术，将实时监测的数据信息传输至岸基服务平台，利用蒸发波导反演、插值等算法，得到大面积区域蒸发波导分布特性，具有监测面积广、续航时间长、实时准确等优点，最终可实现海量基础数据积累、海洋环境实时监控、海洋监测数据共享，为海洋及电磁环境探测、频谱管理、电子系统辅助决策等提供数据支持与技术支撑。

技术领域

本发明属于近海面蒸发波导、海洋工程、海上电磁波传播、海上监测等技术领域，涉及一种具有蒸发波导监测系统的波浪滑翔器，用于近海面区域蒸发波导电磁信道监测。

背景技术

蒸发波导是一种固有的物理现象，蒸发波导对近海面电磁波传播具有重要影响，能够使电磁波在近海面进行超视距传输，对雷达、通信、电子对抗等无线电系统的性能影响重大，准确掌握近海面蒸发波导分布特性尤为关键。

现有的电磁信道监测手段难以实现大面积、长时间、实时的蒸发波导信道监测，利用大型船只进行监测，往往存在监测成本高、监测时效性差、船体本身电磁环境复杂、天线易受遮挡等缺点。波浪滑翔器是一种新型海洋无人航行器，完全依靠波浪能和太阳能作为动力推进、电力来源，克服了大范围、长航时的难题，具有续航能力强、自主控制、绿色环保、经济实惠等优点，因此可以利用波浪滑翔器作为蒸发波导信道监测的载体，提前规划监测路径，自主完成蒸发波导信道监测。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种具有蒸发波导监测系统的波浪滑翔器，多台波浪滑翔器组成蒸发波导信道监测。

技术方案

一种基于波浪滑翔器的电磁信道监测系统，包括水上船体部分和水下牵引机；所述的水上船体部分包括太阳能电池板、配重、上浮体、水密接头、机箱盖、电池组、传感器舱、吊点、稳定舵；所述的水下牵引机包括柔性吊缆、牵引机主梁、摆动机翼、螺旋桨模块、电机、转向尾舵、电子罗盘；水上船体部分和水下牵引机通过柔性吊缆连接，由水下牵引机通过柔性吊缆牵引水上船体部分航行前进；其特征在于还包括蒸发波导信道监测模块：控制器模块2-9、微波信道监测机箱模块2-8、天线模块、气象数据采集模块、北斗定位通信模块2-7和云台摄像机模块2-6；控制器模块2-9和微波信道监测机箱模块2-8置于船舱太阳能电池板下方，天线模块、气象数据采集模块的自动气象站2-5、北斗定位通信模块2-7和云台摄像机模块2-6置于船舱太阳能电池板上方，气象数据采集模块的海水温度传感器2-10位于上浮体1-3的舱底；所述微波信道监测机箱模块2-8内包括信号源、频谱仪、隔离器、功率放大器、环形器和低噪声放大器；所述蒸发波导信道监测模块内电路信号流关系为：控制器模块2-9接收北斗定位通信模块2-7的指令，将指令通过微波信道监测机箱模块2-8内的发送信号源、发送隔离器和功率放大器，再经过环形器传至天线模块的天线并发送，天线接收的信号经过环形器，再通过接收隔离器、接收信号源和频谱仪传至控制器模块2-9；同时，控制器模块2-9接收自动气象站2-5、海水温度传感器2-10和云台摄像机模块的数据，并将这些数据上传至北斗定位通信模块2-7。

所述控制器模块2-9选用工业级小型工控机。

所述天线模块包括天线罩2-1、全向天线2-2、稳定平台2-3和可伸缩天线杆2-4；稳定平台2-3位于可伸缩天线杆2-4顶端，稳定平台2-3上设有全向天线2-2，全向天线2-2外部设有天线罩2-1。

所述天线罩2-1采用聚氯乙烯PVC材料。

所述全向天线2-2的工作频率选择在2~20GHz，极化方式为水平极化。

所述自动气象站2-5采用AIRMAR自动气象站。

所述海水温度传感器2-10采用接触式海水温度传感器。