CN115817719A - 一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，包括北斗天线组件、浮标本体、光缆线轴组件、水压开关、北斗终端、控制中心、光端机及电池；浮标本体内设有密封耐压舱，北斗天线组件安装在密封耐压舱上并朝上露出浮标本体；水压开关安装在密封耐压舱内，用于对通信浮标进行电源控制；北斗终端、控制中心、光端机、电池于密封耐压舱中由上至下依次布置，控制中心用于信号处理；光端机与光缆线轴组件相连，光端机用于光信号和电信号之间的转换；光缆线轴组件固定连接在密封耐压舱下端，同时与系留平台相连。本发明能够实现高效隐蔽的中继通信。

Description

一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标

技术领域

本发明涉及通信浮标技术领域，具体涉及一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标。

背景技术

潜标、海床基、水下空间站等深海系留平台在水下服役期长，平时需要定期向岸基指挥中心发送平台自身状态信息与环境信息，接收来自岸基指挥中心的指令，应急状态下还需要快速发送威胁信息或平台故障信息，如何安全高效地跨越海水和空气两种介质进行信息交互，是决定产品成败的关键一环。中国专利CN110920809A公开了一种深海水下平台中继通讯浮标，通过分析可知其采用了水声通信+卫星通信的方式来实现系留平台与岸基指挥中心之间的中继通信。但若用于深海环境下通信，上述专利采用的水声通信方式存在传输效率低，易受水声环境影响且隐蔽性差的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，能够实现高效隐蔽的中继通信。

本发明采用技术方案如下：

一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，包括北斗天线组件、浮标本体、光缆线轴组件、水压开关、北斗终端、控制中心、光端机及电池；

所述浮标本体内设有密封耐压舱，北斗天线组件安装在密封耐压舱上并朝上露出浮标本体；所述水压开关安装在所述密封耐压舱内，用于对通信浮标进行电源控制；所述北斗终端、控制中心、光端机、电池于所述密封耐压舱中由上至下依次布置，所述控制中心用于信号处理；所述光端机与所述光缆线轴组件相连，所述光端机用于光信号和电信号之间的转换；所述光缆线轴组件固定连接在所述密封耐压舱下端，同时与系留平台相连。

进一步地，所述通信浮标随系留平台一起布放，当系留平台需要与岸基指挥中心进行通信时，主动释放通信浮标，通信浮标依靠自身正浮力上浮至水面，之后系留平台与岸基指挥中心通过通信浮标进行信息交互；

系留平台的交互信息通过光缆线轴组件内的光纤传输给通信浮标，该交互信息经通信浮标的控制中心处理后发送给北斗终端、再由所述北斗天线组件发送给北斗卫星，并进一步发送给岸基指挥中心；

岸基指挥中心的交互信息发送给北斗卫星，由通信浮标的所述北斗天线组件发送给北斗终端，并经所述控制中心提取处理后传递给所述光端机进行信号转换，最后通过光纤发送给系留平台。

进一步地，所述北斗天线组件包括天线头罩、北斗天线及耐压天线杆；

所述耐压天线杆一端安装在所述密封耐压舱外表面，另一端与所述天线头罩相连，形成一个密封空腔，上述连接处均密封，所述北斗天线安装在该密封空腔内。

进一步地，所述浮标本体包括浮力外壳、耐压头盖、耐压筒体及耐压尾盖；

所述耐压头盖、耐压尾盖与耐压筒体两端密封连接形成密封耐压舱，所述浮力外壳包裹于密封耐压舱外部，所述浮力外壳、密封耐压舱均为椭球形。

进一步地，所述光缆线轴组件包括水密连接器、壳体、光缆线包及导线管；

所述壳体一端固定在密封耐压舱下端，壳体另一端设有导线管，所述光缆线包设置在壳体内，光缆线包内的光纤一端通过水密连接器与光端机连接，光纤另一端穿过导线管与系留平台相连。

进一步地，所述天线头罩采用聚甲醛材料；所述北斗天线为四臂螺旋天线。

有益效果：

1、本发明通过将水下通信方式从水声通信改为光纤通信，使本发明在复杂水声环境或需要隐蔽传输环境下，传输效率更高，可保持安全高效的工作状态。同时，由于通信浮标被释放后始终处于运动状态，而系留平台相对静止，将光缆线轴组件安装在通信浮标上，可减小光纤所受拉力，降低光纤被拉断的可能性；

其次，本发明使用水压开关来控制通信浮标电源，保证通信浮标未被释放出水时始终处于断电状态，节约能源。

2、本发明采用光纤通信+北斗通信的方式能够安全高效地跨越海水和空气两种介质进行信息交互，实现高效隐蔽的中继通信。

3、本发明天线头罩采用聚甲醛材料，为北斗天线提供安全防护的同时可以满足透波要求；其次，北斗天线采用螺旋天线，由于螺旋天线指向性是以杆状为中心的球面辐射，在恶劣海况环境下，螺旋天线通信成功率比传统微带天线更高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标的光缆线轴组件结构及安装示意图。

图3为本发明实施例提供的一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标的应用场景示意图。

其中，1-天线头罩、2-北斗天线、3-耐压天线杆、4-浮力外壳、5-耐压头盖、6-耐压筒体、7-耐压尾盖、8-光缆线轴组件、9-水压开关、10-北斗终端、11-控制中心、12-光端机、13-电池、14-通信浮标、15-光纤、16-系留平台、17-岸基指挥中心、18-北斗卫星、801-水密连接器、802-壳体、803-光缆线包、804-导线管。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，如图1所示，包括北斗天线组件、浮标本体、光缆线轴组件8、水压开关9、北斗终端10、控制中心11、光端机12及电池13；

浮标本体包括浮力外壳4、耐压头盖5、耐压筒体6及耐压尾盖7；耐压头盖5、耐压尾盖7与耐压筒体6两端密封连接形成密封耐压舱，浮力外壳4包裹于密封耐压舱外部，浮力外壳4、密封耐压舱均为椭球形。

浮标本体内设有密封耐压舱，北斗天线组件安装在密封耐压舱上并朝上露出浮标本体；水压开关9安装在密封耐压舱的耐压头盖5内弧面，连接处密封，用于对通信浮标14进行电源控制；北斗终端10、控制中心11、光端机12、电池13于密封耐压舱的耐压壳体中由上至下依次布置，控制中心11用于信号处理；光端机12与光缆线轴组件8相连，光端机12用于光信号和电信号之间的转换；光缆线轴组件8固定连接在密封耐压舱下端的耐压尾盖7外弧面上，通过光纤15与系留平台16相连。

北斗天线组件包括天线头罩1、北斗天线2及耐压天线杆3；耐压天线杆3一端安装在密封耐压舱耐压头盖5外弧面，另一端与天线头罩1相连，形成一个密封空腔，上述连接处均密封，北斗天线2安装在该密封空腔内。天线头罩1采用聚甲醛材料；北斗天线2为四臂螺旋天线。

如图2所示，光缆线轴组件8包括水密连接器801、壳体802、光缆线包803及导线管804；壳体802一端固定在耐压尾盖7外弧面，壳体802另一端设有导线管804，光缆线包803设置在壳体802内，光缆线包803内的光纤15一端通过水密连接器801与光端机12连接，光纤15另一端穿过导线管804与系留平台16相连。

如图3所示，通信浮标14安装在系留平台16上，随系留平台16一起布放，当系留平台16需要与岸基指挥中心17进行通信时，主动释放通信浮标14，通信浮标14依靠自身正浮力上浮至水面，之后系留平台16与岸基指挥中心17通过通信浮标14进行信息交互；

系留平台16的交互信息通过光纤15传输给通信浮标14，该交互信息经通信浮标14的控制中心11进行打包加密等处理后发送给北斗终端、再由北斗天线2发送给北斗卫星18，并进一步发送给岸基指挥中心17；

岸基指挥中心17的交互信息发送给北斗卫星18，由通信浮标14的北斗天线2发送给北斗终端，并经控制中心11提取处理后传递给光端机12进行信号转换，最后通过光纤15发送给系留平台16。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，其特征在于，包括北斗天线组件、浮标本体、光缆线轴组件、水压开关、北斗终端、控制中心、光端机及电池；

所述浮标本体内设有密封耐压舱，北斗天线组件安装在密封耐压舱上并朝上露出浮标本体；所述水压开关安装在所述密封耐压舱内，用于对通信浮标进行电源控制；所述北斗终端、控制中心、光端机、电池于所述密封耐压舱中由上至下依次布置，所述控制中心用于信号处理；所述光端机与所述光缆线轴组件相连，所述光端机用于光信号和电信号之间的转换；所述光缆线轴组件固定连接在所述密封耐压舱下端，同时与系留平台相连。

2.如权利要求1所述的深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，其特征在于，所述通信浮标随系留平台一起布放，当系留平台需要与岸基指挥中心进行通信时，主动释放通信浮标，通信浮标依靠自身正浮力上浮至水面，之后系留平台与岸基指挥中心通过通信浮标进行信息交互；

系留平台的交互信息通过光缆线轴组件内的光纤传输给通信浮标，该交互信息经通信浮标的控制中心处理后发送给北斗终端、再由所述北斗天线组件发送给北斗卫星，并进一步发送给岸基指挥中心；

岸基指挥中心的交互信息发送给北斗卫星，由通信浮标的所述北斗天线组件发送给北斗终端，并经所述控制中心提取处理后传递给所述光端机进行信号转换，最后通过光纤发送给系留平台。

3.如权利要求1或2所述的深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，其特征在于，所述北斗天线组件包括天线头罩、北斗天线及耐压天线杆；

所述耐压天线杆一端安装在所述密封耐压舱外表面，另一端与所述天线头罩相连，形成一个密封空腔，上述连接处均密封，所述北斗天线安装在该密封空腔内。

4.如权利要求1或2所述的深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，其特征在于，所述浮标本体包括浮力外壳、耐压头盖、耐压筒体及耐压尾盖；

所述耐压头盖、耐压尾盖与耐压筒体两端密封连接形成密封耐压舱，所述浮力外壳包裹于密封耐压舱外部，所述浮力外壳、密封耐压舱均为椭球形。

5.如权利要求1或2所述的深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，其特征在于，所述光缆线轴组件包括水密连接器、壳体、光缆线包及导线管；

所述壳体一端固定在密封耐压舱下端，壳体另一端设有导线管，所述光缆线包设置在壳体内，光缆线包内的光纤一端通过水密连接器与光端机连接，光纤另一端穿过导线管与系留平台相连。

6.如权利要求3所述的深海系留平台跨介质隐蔽通信浮标，其特征在于，所述天线头罩采用聚甲醛材料；所述北斗天线为四臂螺旋天线。

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