CN109888450A - 一种便携式自主水下航行器的多功能天线 - Google Patents

Abstract

本发明一种便携式自主水下航行器的多功能天线，包括天线外壳、WIFI天线、数传天线、GPS天线、铱星天线、天线底座、LED灯罩、LED灯组；天线外壳为柱状结构，其内部设置有4个天线孔位，用于WIFI天线、数传天线、GPS天线和铱星天线的安装，天线外壳为有机玻璃材料并为实体结构，能够承受住较大水压，拓展了航行器在深水区的航行能力，增加天线的耐压能力；天线外壳两端分别通过密封圈和螺栓固定有天线底座和LED灯罩。本发明使用两种定位方式，一种是利用GPS天线和铱星天线，另一种是使用LED灯；通信功能则由WIFI天线和数传天线实现；结构简单，加工成本低，能够用低成本同时解决定位与通信功能的问题。

Description

一种便携式自主水下航行器的多功能天线

技术领域

本发明属于自主式无人水下航行器领域，涉及一种多功能天线，具体来说，它是将自主式无人水下航行器的定位功能及通信功能有机结合在一体的新型便携式天线。

背景技术

当前，为了保护海洋环境，高效地利用海洋资源，海洋水下探测技术必不可少。进入二十一世纪以来，随着通信技术和基于GPS定位技术的发展，有必要将定位及通信技术应用于水下航行器中。在水下航行器用于探测前，航行器需要接收任务指令，以便其在任务中能够得到更多的水下数据，达到最大限度的自主性能，这就要求其具备通信功能；在航行器水下作业一段时间浮出水面后，操作人员又需要确定航行器的位置，以期望在其能源耗尽之前快速找到并将其打捞上来，这样既能有效地得到水下环境数据，又能够减少损失降低成本。故此为了能够达到上述两个方面的要求，需要一种多功能天线，该天线一方面能够实现与母舰或者岸上操作人员互相传递指令，另一方面能够确定航行器作业时的位置，这就要求其具备良好的定位功能。此外，这种天线结构紧凑，耐压能力强，能够在结构上与航行器主体很好地配合又不影响航行器的运动性能，通过应用该天线于水下航行器上，能够实现水下航行器真正的自主性。而目前还没有人申请能够应用于水下航行器的拥有上述两种功能的集成式天线的相关专利，因此，目前急需一种自主式水下航行器的多功能天线，该天线能够有机的集成定位与通信功能。

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，本发明提出一种多功能的天线，结构紧凑，方便更换，简化了当前水下航行器的结构，在同时解决定位与通信功能的情况下，还具有较大的承压能力，

本发明的技术方案是：一种便携式自主水下航行器的多功能天线，其特征在于：包括天线外壳、WIFI天线、数传天线、GPS天线、铱星天线、天线底座、LED灯罩和LED灯组；所述天线外壳为柱状结构，其内部设置有四个通孔；所述WIFI天线、数传天线、GPS天线和铱星天线分别安装于所述四个通孔内，并穿过天线底座与所述航行器主体内部电缆连接；所述天线外壳一端通过密封圈与所述天线底座安装，并使用螺栓固定；所述天线外壳另一端通过密封圈与所述LED灯罩安装，并使用螺栓固定，所述LED灯组设置于LED灯罩内；

所述天线底座密封固定安装于所述航行器上。

本发明的进一步技术方案是：所述天线外壳为有机玻璃材料。

本发明的进一步技术方案是：所述天线底座为尼龙材料。

本发明的进一步技术方案是：所述天线外壳的四个通孔与所述WIFI天线、数传天线、GPS天线、铱星天线为间隙配合。

有益效果

本发明的有益效果在于：提升了当前海洋探测用的水下航行器的自主性，简化了当前水下航行器的结构设计，定位通讯天线一体，结构紧凑，材质采用有机玻璃和尼龙，质量轻盈，减小了普通天线系统体系庞大耐压能力弱的问题，能够间接增加航行器的续航能力；天线外壳为有机玻璃材料并为实体结构，能够承受住较大水压，拓展了航行器在深水区的航行能力，增加天线的耐压能力。该天线与水下航行器配合使用，航行器可以根据任务需求在某一大片海域内自主地进行长时间作业，高效率进行水下作业。并且能够保持与母舰或者岸/上的操作人员的联系，当任务需要或者任务结束后，通过天线定位信息可以找到航行器，若遇上阴雨天光线不好时，可以通过LED灯可以快速找到航行器，减少了寻找航行器需要花费的时间及能源成本，避免了航行器的丢失。

本发明使用两种定位方式，一种是利用GPS天线和铱星天线，另一种是使用LED灯；通信功能则由WIFI天线和数传天线实现；结构简单，加工成本低，能够用低成本同时解决定位与通信功能的问题。

附图说明

图1是本发明多功能天线与AUV的整体图。

图2是多功能天线外壳结构示意图。

图3是多功能天线内部结构示意图。

图4是LED灯组示意图

图标记说明：1、航行器(AUV)主体；2、天线；3、天线外壳；4、第一螺栓组；5、第一密封圈；6、WIFI天线；7、数传天线；8、GPS天线；9、铱星天线；10、天线底座；11、LED灯罩；12、第二螺栓组；13、第二密封圈；14、LED灯组。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明为一种便携式自主水下航行器的多功能天线，首要定位主要由GPS天线8和铱星天线9实现，次要定位由LED灯组实现；通信功能则由WIFI天线6和数传天线7实现。

在本发明的多功能天线中，天线外壳3通过天线底座10与AUV主体1连接，并且通过密封圈5配合安装来实现防水功能，WIFI天线6、数传天线7、GPS天线8、铱星天线9与AUV中的电缆连接，天线外壳3为机玻璃材料的柱状结构，内部为实体结构，并在其内部设置有4个天线孔位，用于WIFI天线6、数传天线7、GPS天线8和铱星天线9的安装，其结构紧凑，并且能够承受较大水压，而且能够防止天线发生偏转；LED灯组14固定于LED灯罩11内部，LED灯罩11使用有机玻璃材料，通过第二螺栓组12及第二密封圈13与天线外壳3一端固定；天线底座10为尼龙材料，通过第一螺栓组4及第一密封圈5与天线外壳3的另一端固定。

该天线功能具体实现过程如下：在AUV作业之前，母舰或者岸上操作人员将其需要作业的具体指令通过其上的WIFI天线和数传天线传递给AUV，然后AUV就在指令控制下进行水下作业；在AUV指令控制下或者作业完成后，AUV浮出水面露出天线，AUV上的GPS天线可以确定其经度和维度，接着铱星天线将其坐标数据传递给天上的铱星，操作人员在岸上或者母舰上通过另一端铱星天线得知AUV所在位置，然后母舰抵达AUV大致所在区域，在白天时候光线较好时，打捞人员可以通过肉眼看到AUV具体位置，如果是在阴雨天或者晚上等光线不好的情况下，打捞人员可以通过AUV的LED灯外壳内部LED灯找到其具体位置，找到AUV后可以将其打捞到母舰。在母舰上对其充电、通过WIFI天线和数传天线传递其在作业中所探测数据，若AUV能源还可以维持下一阶段作业不需要打捞至母舰，也可以在近距离情况下通过WIFI天线和数传天线接收AUV作业所得数据信息，操作人员再将下一阶段作业命令传递到AUV中，之后可以进行下一个阶段的作业。通过该多功能天线实现了自主式水下航行器的定位和通信功能。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种便携式自主水下航行器的多功能天线，其特征在于：包括天线外壳、WIFI天线、数传天线、GPS天线、铱星天线、天线底座、LED灯罩和LED灯组；所述天线外壳为柱状结构，其内部设置有四个通孔；所述WIFI天线、数传天线、GPS天线和铱星天线分别安装于所述四个通孔内，并穿过天线底座与所述航行器主体内部电缆连接；所述天线外壳一端通过密封圈与所述天线底座安装，并使用螺栓固定；所述天线外壳另一端通过密封圈与所述LED灯罩安装，并使用螺栓固定，所述LED灯组设置于LED灯罩内；所述天线底座密封固定安装于所述航行器上。

2.根据权利要求1所述便携式自主水下航行器的多功能天线，其特征在于：所述天线外壳为有机玻璃材料。

3.根据权利要求1所述便携式自主水下航行器的多功能天线，其特征在于：所述天线底座为尼龙材料。

4.根据权利要求1所述便携式自主水下航行器的多功能天线，其特征在于：所述天线外壳的四个通孔与所述WIFI天线、数传天线、GPS天线、铱星天线为间隙配合。