CN114374442A - 一种水下的无线信号的搭桥式传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水下通信技术领域，公开了一种水下的无线信号的搭桥式传输装置，包括同轴电缆以及两组转换组件，其中，每组转换组件均包括防水保护壳和安装于防水保护壳内的转换天线，转换天线可将电磁波信号和弱电信号相互转换；同轴电缆的两端分别插接两组防水保护壳，并分别电性连接两组转换天线，且同轴电缆可传输弱电信号。本传输装置在两组或多组独立的智能终端设备之间，采用信号搭桥的方式进行无线信号的传输和转换，通过两组转换天线进行电磁波信号和弱电信号的相互转换，并通过同轴电缆进行弱电信号的水下传输，可以实现水下无线信号的远距离传输的目的。转换组件也无需通过接口有线连接智能终端设备，防水性能较好，通用性较高。

Description

一种水下的无线信号的搭桥式传输装置
技术领域
本发明涉及水下通信技术领域，具体涉及一种水下的无线信号的搭桥式传输装置。
背景技术
随着水下休闲运动、体育竞技以及科考普及等水下活动的不断增加，并随着各种智能终端设备在生活以及各行各业中的广泛应用，人们开始考虑采用智能终端设备进行水下通讯(如图片或视频等信息信号的传递)。相关技术中，其中的一种水下信息通讯方式为声呐通讯(低频振动波或超声波等)，此种通讯方式存在着高功耗、高成本以及信息传输速率低等问题和缺点。还有一种水下信息通讯方式为线缆有线传输，此种通信方式的线缆通过接口与智能终端设备有线连接，在水下环境中，智能终端设备与线缆连接处的防水技术难度大，成本高。又因接口的标准不一致，导致线缆有线传输的通用性较低。此外，线缆需要智能终端设备持续供电，在水下环境中，容易产生漏电风险。
而对于无线电磁波信号(如通讯基站信号、WiFi信号以及蓝牙信号等)在水下的传输，由于水是导体，且对无线电磁波信号有着极强的吸收作用，因此，我们通常使用的无线电磁波在水下的有效传播距离仅有10cm左右，超出这一距离就无法进行有效的数据传输。因此，在水下这样的电磁屏蔽环境里，如何进行大信息量(如图片、视频等)通讯，成为了行业内迫切需要解决的技术问题和需要提高的技术方向。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水下的无线信号的搭桥式传输装置，其通用性高，防水性能好，并能提高无线信号在水下的传输距离和传输速率。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种水下的无线信号的搭桥式传输装置，包括：两组转换组件，每组所述转换组件均包括防水保护壳和安装于所述防水保护壳内的转换天线，所述转换天线可将电磁波信号和弱电信号相互转换；及同轴电缆，所述同轴电缆的两端分别插接两组所述防水保护壳，并分别电性连接两组所述转换天线，所述同轴电缆可传输弱电信号。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本传输装置在两组或多组独立的智能终端设备之间，采用信号搭桥的方式进行无线信号的传输和转换，每组转换天线均可进行电磁波信号和弱电信号的多次双向转换，并通过同轴电缆进行弱电信号的水下传输，将同轴电缆和无线信号的特征有机结合，可以实现水下无线信号的远距离传输；
2、转换组件无需通过接口就可与智能终端设备建立连接，因此很容易就能做到防水要求，能够降低成本支出，同时，本传输装置可以适用于多种智能终端设备，无需考虑接口标准不一致的问题，使得本传输装置的通用性较高；
3、同轴电缆的两端所连接的两组转换天线，可以实现电磁波信号到弱电信号，再到电磁波信号的多次双向转换，可以给用户带来全新的体验，扩大产品的应用范围，并具有较强的市场竞争力；
4、在无线信号传输的过程中，无需给同轴电缆和转换天线供电，即可实现无线信号的水下传输，从而不易发生漏电风险，操作更加安全可靠；
5、同轴电缆具有抗干扰性强以及电信号传输衰减小等优点，能够加长弱电信号的传输距离，实现水下无线信号的远距离传输，并能提高无线信号的传输速率和传输效率。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述同轴电缆的两端均由内至外设有内导体、内绝缘层、外导体和外绝缘层，所述转换天线具有A极和B极，所述转换天线的A极和B极分别电性连接所述内导体和所述外导体。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述外导体呈圆筒状并包覆于所述内绝缘层的外周，所述外导体具有线状连接部，所述线状连接部电性连接所述转换天线的B极。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述转换组件还包括基座，所述基座固定连接于所述防水保护壳内，所述转换天线的A极和B极均贴合固定于所述基座的内表面。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述基座的外表面贴近或贴合连接所述防水保护壳的内表面，所述基座由绝缘材料制成。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述同轴电缆与所述防水保护壳的连接处设有密封件，所述密封件贴合连接所述同轴电缆的外表面和所述防水保护壳的内表面。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述密封件为密封圈或粘性密封胶。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述防水保护壳的内部具有密封腔体，所述密封腔体由防水保护壳的内表面和所述同轴电缆的端部围合而成，所述转换天线、所述内导体以及所述外导体均位于所述密封腔体内。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述密封腔体内灌封填充有防水密封胶，所述防水密封胶由绝缘材料制成。
上述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，所述防水保护壳的外表面通过固定机构连接智能终端设备。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例的传输装置与智能终端设备搭接的结构示意图之一；
图2为本发明实施例的传输装置与智能终端设备搭接的结构示意图之二；
图3为本发明实施例的传输装置的结构示意图；
图4为本发明实施例的同轴电缆和转换组件的连接关系图之一；
图5为本发明实施例的同轴电缆和转换组件的连接关系图之二。
附图标号说明：100智能终端设备、200转换组件、210防水保护壳、220转换天线、221A极、222B极、230基座、300同轴电缆、310内导体、320内绝缘层、330外导体、331线状连接部、340外绝缘层、400密封件、500防水密封胶、600固定机构。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参照图1至图5，本发明的实施例提供了一种水下的无线信号的搭桥式传输装置，包括同轴电缆300以及两组转换组件200，其中，每组转换组件200均包括防水保护壳210和安装于防水保护壳210内的转换天线220，转换天线220可将电磁波信号和弱电信号相互转换；同轴电缆300的两端分别插接两组防水保护壳210，并分别电性连接两组转换天线220，且同轴电缆300可传输弱电信号。
本传输装置在两组或多组独立的智能终端设备100之间，采用信号搭桥的方式进行无线信号的传输和转换，每组转换天线220均可进行电磁波信号和弱电信号的多次双向转换，并通过同轴电缆300进行弱电信号的水下传输，将同轴电缆300和无线信号的特征有机结合，可以实现水下无线信号的远距离传输。由于转换天线220可以实现电磁波信号和弱电信号之间的相互转换，因此，在使用本传输装置进行无线信号的传输时，无需将转换组件200与智能终端设备100有线连接，只需要将转换组件200靠近放置在智能终端设备100的附近，或者是将转换组件200机械式安装在智能终端设备100上即可。例如，参照图2，可以在防水保护壳210的外部开设螺丝孔，以便于在防水保护壳210的外部安装连接头或夹具等固定机构600，从而将转换组件200固定连接智能终端设备100，使得转换组件200在使用的过程中始终保持与智能终端设备100接近并相对固定的状态，以便于接收或发送电磁波信号。
在本传输装置中，所采用的转换天线220可以是贴片天线。当转换天线220本身的谐振频率与接收到的电磁波信号相匹配时，转换天线220将会将接收到的电磁波信号转换为相应的高频电流(也即本发明所称的弱电信号)，反之，当转换天线220接收到高频电流时，也可以将高频电流转换为相应频率的电磁波信号向外辐射。因此，在同轴电缆300的两端所连接的两组转换组件200，可以实现电磁波信号到弱电信号，再到电磁波信号的多次双向转换，可以给用户带来全新的体验，扩大产品的应用范围，并具有较强的市场竞争力。
在本传输装置中，转换组件200无需通过接口就可与智能终端设备100建立连接，因此很容易就能做到防水要求，能够降低成本支出，同时，本传输装置可以适用于多种智能终端设备100，无需考虑接口标准不一致的问题，使得本传输装置的通用性较高；在无线信号传输的过程中，无需给同轴电缆300和转换天线220供电，即可实现无线信号的水下传输，从而不易发生漏电风险，操作更加安全可靠；而同轴电缆300具有抗干扰性强以及电信号传输衰减小等优点，能够加长弱电信号的传输距离，实现水下无线信号的远距离传输，并能提高无线信号的传输速率和传输效率。
以两组智能终端设备100之间进行无线信号的传输为例：水下专业单反相机和水下专业手机均属于智能终端设备100，但是由于水下环境为电磁屏蔽环境，水下专业单反相机和水下专业手机之间无法实现WIFI关联。此时，可以采用本传输装置，将两组转换组件200分别固定于水下专业单反相机和水下专业手机处，当水下专业单反相机发出电磁波信号时，与其靠近的转换天线220可以感应到该电磁波信号，并将该电磁波信号转换为相应频率的高频电流，同轴电缆300则可以将该高频电流传输至另一组转换天线220，该组转换天线220接收了高频电流之后，将会把该高频电流转换为相应频率的电磁波信号，并向外辐射，被水下专业手机所接收，从而可以实现水下专业单反相机和水下专业手机之间的水下WIFI关联。由上述例子可以联想到，当智能终端设备100有两组及以上数量时，也可以采用本传输装置将多组智能终端设备100两两连接，从而实现多组智能终端设备100之间的WIFI共享。而由于转换组件200与智能终端设备100之间无需通过接口连接，无论是苹果手机还是安卓手机，或者是其它接口的智能终端设备100，均能够与本传输装置匹配使用。又由于本传输装置的成本较低，在一些水下空间，例如游泳馆、水族馆以及一些景点的潜水区域，可以在不花费太高成本的前提下，布置多套传输装置，从而在水下空间内建立无线信号传输系统，解决了目前水下空间信号较弱的一大难题。
进一步地，参照图3和图4，同轴电缆300的两端均由内至外设有内导体310、内绝缘层320、外导体330和外绝缘层340，内绝缘层320和外绝缘层340采用具有较好柔韧性、较强抗老化性以及耐腐蚀的绝缘材料制成，例如PVC或硅橡胶等。转换天线220具有A极221和B极222，转换天线220的A极221和B极222分别电性连接内导体310和外导体330。
可以理解的是，两组转换组件200内的转换天线220与同轴电缆300的连接方式相同。也即，在同轴电缆300的其中一端，其中一组转换天线220的A极221和B极222分别电性连接同轴电缆300该端的内导体310和外导体330。在同轴电缆300的另一端，另外的一组转换天线220的A极221和B极222分别电性连接同轴电缆300该端的内导体310和外导体330。
具体地，如图4所示，外导体330呈圆筒状并包覆于内绝缘层320的外周，外导体330具有线状连接部331，线状连接部331电性连接转换天线220的B极222，以便于外导体330和转换天线220的B极222连接。具体地，外导体330位于同轴电缆300端部的端口处，在端口处，外导体330由圆筒状拧成线状，从而形成线状连接部331。具体地，转换天线220的A极221和B极222可以采用焊接的方式与内导体310和外导体330连接，但不限于此种连接方式。
进一步地，参照图4和图5，转换组件200还包括基座230，基座230固定连接于防水保护壳210内，转换天线220的A极221和B极222均贴合固定于基座230的内表面。进一步地，基座230的外表面贴近或贴合连接防水保护壳210的内表面，基座230由绝缘材料制成。可以理解的是，基座230的内表面，指的是基座230更靠近于防水保护壳210内中心的那一侧，基座230的外表面，指的是基座230更靠近防水保护壳210外部的那一侧。
进一步地，同轴电缆300与防水保护壳210的连接处设有密封件400，密封件400贴合连接同轴电缆300的外表面和防水保护壳210的内表面，可以防止水从同轴电缆300和防水保护壳210的连接处进入防水保护壳210的内部。具体地，密封件400可以是套接在同轴电缆300外表面的密封圈，当然，也可以是涂覆在同轴电缆300外表面或者防水保护壳210内表面上的粘性密封胶，也即，同轴电缆300插接防水保护壳210的同时，通过胶粘的方式固定连接防水保护壳210。
具体地，如图5所示，防水保护壳210的内部具有密封腔体，密封腔体由防水保护壳210的内表面和同轴电缆300的端部外表面围合而成，转换天线220、内导体310以及外导体330均位于密封腔体内，转换天线220与内导体310和外导体330的连接处当然也位于该密封腔体内。进一步地，密封腔体内灌封填充有防水密封胶500，防水密封胶500可以将基座230、同轴电缆300位于密封腔体内的内绝缘层320、内导体310、外绝缘层340和外导体330、以及转换天线220的A极221和B极222都完全包覆，更进一步地提升防水性能，且加工制作过程也较为方便，成本也比较低。具体地，防水密封胶500由绝缘材料制成，在灌封填充进密封腔体内并固化之后，可以形成密封部件，并具有较强的粘性和一定的柔韧性。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，包括：
两组转换组件(200)，每组所述转换组件(200)均包括防水保护壳(210)和安装于所述防水保护壳(210)内的转换天线(220)，所述转换天线(220)可将电磁波信号和弱电信号相互转换；及
同轴电缆(300)，所述同轴电缆(300)的两端分别插接两组所述防水保护壳(210)，并分别电性连接两组所述转换天线(220)，所述同轴电缆(300)可传输弱电信号。
2.根据权利要求1所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述同轴电缆(300)的两端均由内至外设有内导体(310)、内绝缘层(320)、外导体(330)和外绝缘层(340)，所述转换天线(220)具有A极(221)和B极(222)，所述转换天线(220)的A极(221)和B极(222)分别电性连接所述内导体(310)和所述外导体(330)。
3.根据权利要求2所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述外导体(330)呈圆筒状并包覆于所述内绝缘层(320)的外周，所述外导体(330)具有线状连接部(331)，所述线状连接部(331)电性连接所述转换天线(220)的B极(222)。
4.根据权利要求2所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述转换组件(200)还包括基座(230)，所述基座(230)固定连接于所述防水保护壳(210)内，所述转换天线(220)的A极(221)和B极(222)均贴合固定于所述基座(230)的内表面。
5.根据权利要求4所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述基座(230)的外表面贴近或贴合连接所述防水保护壳(210)的内表面，所述基座(230)由绝缘材料制成。
6.根据权利要求2所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述同轴电缆(300)与所述防水保护壳(210)的连接处设有密封件(400)，所述密封件(400)贴合连接所述同轴电缆(300)的外表面和所述防水保护壳(210)的内表面。
7.根据权利要求6所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述密封件(400)为密封圈或粘性密封胶。
8.根据权利要求6所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述防水保护壳(210)的内部具有密封腔体，所述密封腔体由防水保护壳(210)的内表面和所述同轴电缆(300)的端部外表面围合而成，所述转换天线(220)、所述内导体(310)以及所述外导体(330)均位于所述密封腔体内。
9.根据权利要求8所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述密封腔体内灌封填充有防水密封胶(500)，所述防水密封胶(500)由绝缘材料制成。
10.根据权利要求1至9任一项所述的水下的无线信号的搭桥式传输装置，其特征在于，所述防水保护壳(210)的外表面通过固定机构(600)连接智能终端设备(100)。
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