[发明专利]一种拖曳式多电极阵列水下电场通信装置

说明书

本发明公开了一种拖曳式多电极阵列水下电场通信装置。所述拖曳式多电极阵列水下电场通信装置，包括：运动载体、通信控制电路、多电极阵列电极板、拖曳布放机构和拖曳线缆；多电极阵列电极板包括载体电极极板和拖曳电极极板；通信控制电路、载体电极极板和拖曳布放机构均设置在运动载体上；通信控制电路分别与拖曳布放机构和载体电极极板电连接；拖曳布放机构通过拖曳线缆与拖曳电极极板电连接；通信控制电路，用于：根据设定通信范围，控制拖曳布放机构收放拖曳线缆；向多电极阵列电极板接入电压，载体电极极板和拖曳电极极板放电从而产生脉冲电场，脉冲电场用于传输通信信息。本发明电极间距不限于载体尺寸，能适用于较大的通信范围。

技术领域

本发明涉及水下电场通信领域，特别是涉及一种拖曳式多电极阵列水下电场通信装置。

背景技术

水下电场通信技术作为目前最新一代的非声通信技术，在水下机器人、蛙人指挥、无人潜航器、鱼雷和舰艇等特殊应用场景中有着巨大的潜在应用价值。由于海水等介质对高频电磁波的剧烈衰减作用，目前基于超声波的水声通信技术是唯一得到实际应用的水下通信方案，由于其传播受海水密度、盐度、温度的影响较大，通信带宽较小，方向性较强，设备体积大，难以满足上述特殊场景下的应用需求。水下电场通信技术借助水下通电电极产生的电流场实现通信，具有覆盖方位较宽，不受海水温度等变化影响，通信带宽高，微型化，电极阵列易于加工覆盖至水下运动载体表面等优点。然而，其通信范围主要由电极间距决定，电极间距越大，通信范围越大；现有水下电场通信装置其电极固定在载体上，受限于载体尺寸电极间距较短，约为数十厘米至数米，其通信范围仅为数米至数十米，难以满足实际应用需要。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种拖曳式多电极阵列水下电场通信装置，电极间距不限于载体尺寸，能适用于较大的通信范围。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种拖曳式多电极阵列水下电场通信装置，包括：运动载体、通信控制电路、多电极阵列电极板、拖曳布放机构和拖曳线缆；

所述多电极阵列电极板包括载体电极极板和拖曳电极极板；所述通信控制电路、所述载体电极极板和所述拖曳布放机构均设置在所述运动载体上；所述通信控制电路分别与所述拖曳布放机构和所述载体电极极板电连接；所述拖曳布放机构通过所述拖曳线缆与所述拖曳电极极板电连接；

所述通信控制电路，用于：

根据设定通信范围，控制所述拖曳布放机构收放所述拖曳线缆；

向所述多电极阵列电极板接入电压，所述载体电极极板和所述拖曳电极极板放电从而产生脉冲电场，所述脉冲电场用于传输通信信息。

可选的，所述拖曳式多电极阵列水下电场通信装置，还包括：拖曳动力部；

所述拖曳布放机构通过所述拖曳线缆与所述拖曳动力部电连接；所述拖曳动力部上布设所述拖曳电极极板。

可选的，所述拖曳布放机构，具体包括：

拖曳线缆绞盘、导电滑环和拖曳线缆驱动件；

所述拖曳线缆绞盘用于收纳所述拖曳线缆；所述拖曳线缆通过所述导电滑环与所述通信控制电路电连接；所述拖曳线缆驱动件用于驱动所述拖曳线缆进行收放。

可选的，所述通信控制电路，具体包括：

低压直流电源、控制器、电压转换电路、储能电容、隔离电压变送器、功率开关、收发复用器和信号处理电路；

所述控制器分别与所述低压直流电源、所述电压转换电路、所述隔离电压变送器、所述功率开关、所述收发复用器、所述信号处理电路和所述拖曳布放机构连接；所述低压直流电源通过所述电压转换电路与所述储能电容连接；所述储能电容分别与所述隔离电压变送器以及所述功率开关连接；所述功率开关与所述收发复用器连接；所述收发复用器通过所述拖曳布放机构与所述多电极阵列电极板连接；