CN117040559A - 一种用于海洋应急信号传输的浮标 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于海洋应急信号传输的浮标，包括短波天线，其由柔性材料制成、具有空心管结构，以高压气流吹送的方式展开并且保持垂直于水面的展开状态，用于发射或接收短波信号；天线展开与保持装置，用于在短波天线未展开时收纳短波天线、展开短波天线至预设长度、并在短波天线展开后控制短波天线的展开方向和展开长度；短波射频装置，与短波天线机械连接，包括天线调谐器和功放组件；短波信号处理芯片，与短波射频装置电性连接。该浮标通过采用长度可变化的短波天线，天线的长度可匹配短波信号的工作频率，提高了短波信号的辐射效率，提升了远海应急通信的可靠性。

Description

一种用于海洋应急信号传输的浮标

技术领域

本申请涉及海洋应急通信技术领域，更具体地，涉及一种用于海洋应急信号传输的浮标。

背景技术

海洋环境下，远程通信主要有卫星通信和短波通信。目前，随着通信卫星的蓬勃发展，卫星通信也进入一个井喷期，但是由于其具有视距通信与中继通信等固有特性，正常通信仍然高度依赖节点中继通信的高可靠性等条件。

卫星通信的限制条件主要有以下两个，一是需要中继通信卫星：卫星通信系统本质上是视距条件下的单向或双向射频传输系统，一般包括上行信道的发射与接收终端站，作为信号再生节点的天基卫星系统以及监测下行信道接收信息的一个或多个接收站。由于需要卫星作为中继通信节点，在卫星与地面站信道传输条件不佳、或者通信卫星故障时，卫星通信能力的发挥将受到极大限制，亟需发展其他应急通信手段。二是覆盖范围仍然受限：卫星通信一般采用超短波、微波通信，而超短波与微波通信均属于直线传播，受地球曲率和地面障碍物的限制，只能传输几千米至几十千米，即使借助中继，覆盖面积内仍然存在大量盲区，卫星通信系统至今无法完全覆盖地球表面，尤其是极地的偏远地区。

短波通信因其具有无中继远程通信、开通迅速、通信抗毁性强、网络重构便捷等优点，在船舶应用中较为广泛。但是，受限于大体积、高重量，同时受到卫星通信快速发展的冲击，其发展缓慢。而随着认知无线电与短波发信机功放等的发展，短波数字宽带通信等新型短波通信得到了快速发展，尤其是短波通信的可靠通信能力与数据传输速率能力、以及发信机的小型化等方面得到稳步提升。

但是，这种新型短波通信技术仍然存在以下缺陷：依托新型短波通信技术，同时涉及短波通信设备的小型化的研究较少，尤其是在海洋应急通信技术领域。现有的短波通信设备的大尺寸，严重限制了其发展。并且，在海洋应急通信技术领域，主要依赖于卫星通信的局面，需要得到一定程度的改善。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于海洋应急信号传输的浮标，通过采用长度可变化的短波天线，天线的长度可匹配短波信号的工作频率，提高了短波信号的辐射效率，提升了远海应急通信的可靠性。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种用于海洋应急信号传输的浮标，包括：

短波天线，其由柔性材料制成、具有空心管结构，以高压气流吹送的方式展开并且保持垂直于水面的展开状态，用于发射或接收短波信号；

天线展开与保持装置，用于在短波天线未展开时收纳短波天线、展开短波天线至预设长度、并在短波天线展开后控制短波天线的展开方向和展开长度；

短波射频装置，与短波天线机械连接，包括天线调谐器和功放组件；

短波信号处理芯片，与短波射频装置电性连接，用于在发射短波信号时，对短波发信信息进行编码调制以形成短波信号；在接收短波信号时，对短波射频装置传输的射频信号进行解析；

电源模块，分别电性连接天线展开与保持装置、短波射频装置和短波信号处理芯片。

进一步地，短波天线的底部固定连接于天线展开与保持装置，短波天线的顶部开设有小孔，小孔用于释放高压气流的部分作用压力，使得短波天线保持垂直于水面的展开状态。

进一步地，天线展开与保持装置包括天线收纳装置及制动装置、充气与气压控制装置，天线收纳装置及制动装置包括：鼓轮盘，用于在短波天线未展开时收纳短波天线；制动装置，与鼓轮盘机械连接，用于对鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制；还与短波信号处理芯片电性连接，用于接收短波信号处理芯片发送的制动指令，制动指令用于指示制动装置对鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制。

进一步地，天线收纳装置及制动装置还包括：导向轮，与短波天线机械连接，用于引导短波天线的展开方向；长度计数器，与短波天线机械连接，用于测量短波天线的展开长度；并与短波信号处理芯片通信连接，用于将测得的展开长度反馈至短波信号处理芯片。

进一步地，充气与气压控制装置，包括：高压气瓶、无线充气装置和气压控制装置；高压气瓶与无线充气装置为两级串联充气装置，用于提供短波天线展开至预设长度及在短波天线展开后保持展开状态所需的气流；气压控制装置，用于监测短波天线中的气压并控制释放气体的速度，以保持短波天线垂直于水面的展开状态。

进一步地，功放组件包括功放管芯片、导热材料和水管，导热材料位于功放管芯片和水管的中间，导热材料和水管以弯曲盘旋的方式布置，用于在浮标释放后对功放管芯片进行散热。

进一步地，短波信号处理芯片还用于在接收短波信号时，将短波射频装置传输的射频信号的工作频率与对应的标准工作频率进行比较，在短波射频装置传输的射频信号的工作频率与对应的标准工作频率的偏差值大于预设值的情况下，将短波射频装置传输的射频信号的工作频率确定为目标工作频率；否则，将对应的标准工作频率确定为目标工作频率。

进一步地，上述浮标还包括：水声通信装置，水声通信装置分别与短波信号处理芯片、电源模块电性连接，并在短波天线为展开状态时，通过绳子吊放于海水中；水声通信装置用于将短波信号处理芯片传输的岸基参数信息传输至深海探测设备，或者将深海探测设备的参数信息传输至短波信号处理芯片。

进一步地，短波信号处理芯片，还用于在接收短波信号时，将短波射频装置传输的射频信号的格式转换为水声通信装置可处理的信号格式。

进一步地，上述浮标还包括：还包括稳定装置，稳定装置与天线展开与保持装置固定连接，用于在浮标释放后，保持浮标在水面上的稳定状态。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

（1）本发明提供的用于海洋应急信号传输的浮标，主要用于远海船舶等远离陆地场景下的应急通信，通过采用长度可变化的短波天线，天线的长度可匹配短波信号的工作频率，提升天线增益，优化输入阻抗特性，使得天线辐射效率与长度为1/4波长的鞭天线能力相当，提高了短波信号的辐射效率，能够实现远海船舶与海对岸的无中继高可靠通信，尤其是针对远海应急通信场景，能够保证海洋应急信号传输的稳定性。

（2）采用本发明提供的用于海洋应急信号传输的浮标中的短波射频装置，能够达到减小短波射频装置的体积的目的，有助于用于通信的浮标的小型化设计。

（3）采用本发明提供的用于海洋应急信号传输的浮标，增加了频率自适应调整能力，从而能够实现双向通信，通信的可靠性得到了较大提升。

（4）采用本发明提供的用于海洋应急信号传输的浮标，增加了水声通信功能，实现了海对岸的短波到水声的全程双向通信方式，可实现远程无中继的跨介质双向通信，满足深海探测设备与岸基之间的远距离通信需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的用于海洋应急信号传输的浮标的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的短波天线及天线展开与保持装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的天线展开与保持装置的结构示意图；

图4为本申请另一个实施例提供的用于海洋应急信号传输的浮标的结构示意图；

图5为本申请又一个实施例提供的用于海洋应急信号传输的浮标的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

如图1所示，提供了一种用于海洋应急信号传输的浮标100，包括：短波天线及天线展开与保持装置101（由短波天线和天线展开与保持装置两部分组成）、短波射频装置102、短波信号处理芯片103和电源模块104。浮标100在需要进行通信时才释放，在水面保持稳定状态；在不需要通信时，是折叠放置在船舶或其他非陆地的交通工具上。

短波天线由柔性的碳纤维复合材料制成，具有重量轻、可柔性地收纳与展开、电气性能与金属天线相当的优点。

图2是短波天线及天线展开与保持装置101的示意图。如图2所示，短波天线具有空心管结构，短波天线的底部固定连接于天线展开与保持装置，顶部开设有直径约为2mm的小孔，短波天线以高压气流吹送的方式展开，并通过小孔缓慢释放高压气流的部分作用压力，使得短波天线可以保持垂直于水面的展开状态。展开状态下的短波天线用于发射或接收短波信号，在海洋应急通信场景下，短波天线用于发射或接收海洋应急信号。

天线展开与保持装置，用于在短波天线未展开时收纳短波天线、展开短波天线至预设长度、并在短波天线展开后控制短波天线的展开方向和展开长度。因此，短波天线的展开长度是可变化的：在工作状态下是大尺寸即可以变长，从而可以适配更多的短波信号的工作频率，增大天线增益；在空闲状态下是小尺寸即可以缩短，从而便于收纳。

在一个实施例中，短波天线的最大长度为26米，设定可展开长度范围为2.5米~25米，可覆盖短波的工作频段为3MHz~30MHz。并且，设定可展开长度为1米的预收信天线，从而短波天线可以具备较长时间的待机收信状态；设定常态展开长度为10米，与船载常用短波天线的长度保持一致，以充分利用海洋环境的适应能力。

短波天线的使用方式为：浮标释放后，首先释放可展开长度为1米的预收信天线，并在预先设定好的收信频率上进行短波发信工作频率的广播接收，该收信时长一般不超过5分钟，在接收到发信频率参数后，设定对应天线长度（即天线的展开长度）并释放保持，完成短波通信通道的发信与收信操作。

短波射频装置102，与短波天线机械连接，包括天线调谐器和功放组件。

其中，天线调谐器采用阻抗匹配器，用于进行短波天线与馈线之间的阻抗匹配，优选为频率范围在5MHz-20MHz的短波天线与馈线之间的阻抗匹配。一般设置驻波比门限值为2，对于短波其他频段区间的驻波比门限值可降低要求，驻波比门限值为2.5。功放组件包括至少一个高频功放模块，例如，可以由4个功率为150W的功放管芯片合成500W的功放组件。高频功放模块，用于对短波信号进行放大，例如，可以采用型号为RA60H1317M1A的高频功放模块。

短波信号处理芯片103，采用集成电路芯片，与短波射频装置102电性连接，用于在发射短波信号时，对短波发信信息进行编码调制以形成短波信号；在接收短波信号时，对短波射频装置传输的射频信号进行解析。

电源模块104，采用锂电池，分别电性连接天线展开与保持装置、短波射频装置102和短波信号处理芯片103，用于为电性连接天线展开与保持装置、短波射频装置102和短波信号处理芯片103供电。

上述实施例中提供的用于海洋应急信号传输的浮标，主要用于远海船舶等远离陆地场景下的应急通信，通过采用长度可变化的短波天线，天线的长度可匹配短波信号的工作频率，提升天线增益，优化输入阻抗特性，使得天线辐射效率与长度为1/4波长的鞭天线能力相当，提高了短波信号的辐射效率，能够实现远海船舶与海对岸的无中继高可靠通信，尤其是针对远海应急通信场景，能够保证海洋应急信号传输的稳定性。

在一个实施例中，天线展开与保持装置包括天线收纳装置及制动装置、充气与气压控制装置。

如图3所示，天线收纳装置及制动装置，包括鼓轮盘、制动装置、导向轮和长度计数器。

其中，鼓轮盘，用于在短波天线未展开时收纳短波天线。优选地，鼓轮盘的直径为10cm。

制动装置，与鼓轮盘机械连接，用于对鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制；还与短波信号处理芯片电性连接，用于接收短波信号处理芯片发送的制动指令，制动指令用于指示制动装置对鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制。

导向轮，与短波天线机械连接，用于引导短波天线的展开方向。

长度计数器，与短波天线机械连接，用于实时地测量短波天线的展开长度；并与短波信号处理芯片通信连接，用于将测得的展开长度反馈至短波信号处理芯片。

如图3所示，充气与气压控制装置由高压气瓶、无线充气装置和气压控制装置组成，高压气瓶与无线充气装置为两级串联充气装置，用于提供短波天线展开至预设长度所需的高压气体以及在短波天线展开后保持展开状态所需的缓慢气流。气压控制装置，用于监测短波天线中的气压并控制释放气体的速度，以保持短波天线垂直于水面的展开状态。

因为天线展开时需要克服海洋环境波浪运动的影响，以降低天线接触海水的概率，因此，采用高压气瓶以保证短波天线的快速释放，同时进一步地采用无线充气装置增加充气总量，以延长短波天线的展开状态的保持时长。例如，无线充气装置的充气速度为35L/min（升/分），可提供的高压气体总量约为490L；无线充气装置的配置可采用转速为18000rpm（转每分）、功率为250W的双气缸大功率电机、电池容量为8000mAh（毫安每小时）。

在一个实施例中，还提供了一种短波天线的展开长度控制方法，应用于上述浮标，该控制方法包括以下步骤：

步骤1、打开制动装置的制动阀门，以展开短波天线；

步骤2、充气与气压控制装置通过高压气瓶释放高压气体以保证短波天线的快速展开和展开状态的保持；

步骤3、导向轮引导短波天线的展开方向，长度计数器实时地测量短波天线的展开长度；同时，长度计数器将测得的短波天线的展开长度反馈至短波信号处理芯片；

步骤4、当短波信号处理芯片检测到短波天线的展开长度达到预设长度（例如20米）时，发送制动指令至制动装置，以指示制动装置对鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制；

步骤5、制动装置对鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制，以固定短波天线；充气与气压控制装置通过无线充气装置和气压控制装置，提供短波天线保持展开状态所需的气流。

在一个实施例中，功放组件包括功放管芯片、导热材料和水管，导热材料位于功放管芯片和水管的中间，水管延伸至海水中。功放管芯片通过导热材料和水管弯曲盘旋方式布放形式进行散热。

导热材料和水管以弯曲盘旋的方式布置，用于在浮标释放后对功放管芯片进行散热。在浮标释放后，导热材料直接贴合海水表面，充分利用海水实现高功率功放发射时的散热处理。

而传统的用于通信的浮标中的发射机通常采用散热片的方式进行散热，由于散热片的体积很大，因此发射极的体积也较大，一般为数十升。因此，相对于采用散热片进行散热的方法，本实施例中提供的功放组件的散热方法，能够达到减小短波射频装置的体积的目的，有助于用于通信的浮标的小型化设计。

在一个实施例中，短波信号处理芯片103还用于完成通过短波接收到的工作频率信息到短波发信工作频率的转换。也就是，在接收短波信号时，短波信号处理芯片103还用于将短波射频装置102传输的射频信号的工作频率（即短波接收到的工作频率）与对应的标准工作频率进行比较，在短波射频装置102传输的射频信号的工作频率与对应的标准工作频率的偏差值大于预设值的情况下，将短波射频装置102传输的射频信号的工作频率确定为目标工作频率（即短波发信工作频率）；否则，将对应的标准工作频率确定为目标工作频率。

其中，标准工作频率为短波信号处理芯片本地存储的适应于当前工作环境的工作频率。目标工作频率为短波信号处理芯片输出的信号的工作频率。

示例性地，短波信号处理芯片还用于在接收短波信号时，接收短波射频装置的信噪比等级信息。信噪比等级信息与工作频率具有关联关系，该关联关系可以采用国际电联公布的短波传播预测软件即可查询，信噪比等级信息设置范围为1-20。

在接收到短波射频装置传输的射频信号时，将该射频信号的工作频率所对应的信噪比等级与对应的标准工作频率所对应的信噪比等级进行比较，若差值大于3，则更新选用该射频信号的工作频率，否则选用对应的标准工作频率。

本实施例中，通过发射工作频率可根据实际环境进行适应性调整，一是根据接收岸基发送的实时短波的工作频率，二是结合标准工作频率进行综合评判，选定目标工作频率。该方式一是依托岸基强大的多点收信与监测能力提升工作频率的实时预测能力，三是岸基通过预设多点多频收信，有效保证了多个工作频率的实时收信能力。相比较现有技术仅有短波发信功能，无法实现短波收信功能的情况，本实施例增加了频率自适应调整能力，从而能够实现双向通信，通信的可靠性得到了较大提升。

在一个实施例中，如图4所示，一种用于海洋应急信号传输的浮标100还包括水声通信装置105，水声通信装置105分别与短波信号处理芯片103、电源模块104电性连接，并在短波天线为展开状态时，通过绳子吊放于海水中。电源模块104还用于为水声通信装置105供电。水声通信装置105用于将短波信号处理芯片103传输的岸基参数信息传输至深海探测设备，或者将深海探测设备的参数信息传输至短波信号处理芯片103。

其中，水声通信装置可以是水声换能器。

本实施例中，通过将水声通信装置结合到浮标，增加了水声通信功能，实现了海对岸的短波到水声的全程双向通信方式，可实现远程无中继的跨介质双向通信，满足深海探测设备与岸基之间的远距离通信需求。相比与现有技术中只有水面上的短波发信能力但是缺少水下通信功能的有限应用场景，进一步增加了水下通信功能，从而扩大了浮标的应用场景。

在一个实施例中，短波信号处理芯片103还用于完成短波收信信息到高频水声通信信息的格式转换。也就是，短波信号处理芯片103，还用于在接收短波信号时，将短波射频装置102传输的射频信号（即短波收信信息）的格式转换为水声通信装置可处理的信号（即高频水声通信信息）的格式。

在一个实施例中，一种用于海洋应急信号传输的浮标还包括稳定装置106，稳定装置106与天线展开与保持装置固定连接，用于在浮标释放后，保持浮标在水面上的稳定状态。

示例性地，稳定装置由柔性材料支撑，可以是类似遇水自动充气式救生圈的结构。当浮标放在船舶上即未释放时，稳定装置为折叠状态，占用空间小；当浮标被扔到海里即释放时，稳定装置自动充气，从而可以使得浮标稳定地漂浮在海面上。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种用于海洋应急信号传输的浮标100，包括短波天线及天线展开与保持装置101、短波射频装置102（图5中未显示）、短波信号处理芯片103（图5中未显示）、电源模块104（图5中未显示）、水声通信装置105和稳定装置106。下面以接收短波信号（简称短波收信）为例，说明浮标实现海洋应急信号传输的过程。

在短波收信时，短波天线及天线展开与保持装置101接收外部海洋应急信号，并将海洋应急信号由电磁信号转换为电信号，再将电信号传输至短波射频装置102。短波射频装置102在通信初始阶段，预先进行天线与馈线之间的阻抗匹配，在进行短波收信时，接收短波天线传输的电信号，并放大电信号，然后传输至短波信号处理芯片103进行解析。短波信号处理芯片103完成短波通信信号处理以及不同通信协议的转换，短波通信信号处理包括短波发信信息的编码调制、以及短波收信信息的处理，不同通信协议的转换主要包括短波收信信息到高频水声通信信息的格式转换、通过短波接收到的工作频率信息到短波发信工作频率的转换；水声通信装置105将短波信号处理芯片103接收到的短波收信信息通过水声通信装置105发射出去，实现岸基到深海探测设备的参数信息传递。

本实施例提供的浮标的工作原理为：充分利用短波远距离无中继通信、天线变长以满足短波发信时的辐射效率高的特点，实时设置短波发信时短波天线的展开长度，并基于小型浮标进行短波发信，通过适配发信环境，实现海对岸的远程无中继通信，并构建了实时闭环的双向通信链路。首先根据信道传播特征等环境特点实时选择工作频率，并按照对应关系设定短波天线的展开长度，天线的展开长度一般取工作频率对应波长的1/4，进而利用高压气流吹升方式展开气压空心管结构的碳纤维复合材料柔性天线，并实现短波通信时的短波天线展开状态的保持，然后由短波射频装置102的天线调谐器完成阻抗匹配，其中的高效率功放组件完成高功率信号的发射，从而实现对远距离通信对象的信息传递；同时，可通过短波收信实现接收岸基通信台站的信息，再通过水声通信实现深海科学观测的深海探测设备等设备与岸基的双向信息交互。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取器（Random AccessMemory，RAM）、磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于海洋应急信号传输的浮标，其特征在于，包括：

短波天线，其由柔性材料制成、具有空心管结构，以高压气流吹送的方式展开并且保持垂直于水面的展开状态，用于发射或接收短波信号；

天线展开与保持装置，用于在所述短波天线未展开时收纳所述短波天线、展开所述短波天线至预设长度、并在所述短波天线展开后控制所述短波天线的展开方向和展开长度；

短波射频装置，与所述短波天线机械连接，包括天线调谐器和功放组件；

短波信号处理芯片，与所述短波射频装置电性连接，用于在发射短波信号时，对短波发信信息进行编码调制以形成短波信号；在接收短波信号时，对所述短波射频装置传输的射频信号进行解析；

电源模块，分别电性连接所述天线展开与保持装置、所述短波射频装置和短波信号处理芯片。

2.如权利要求1所述的浮标，其特征在于，所述短波天线的底部固定连接于所述天线展开与保持装置，所述短波天线的顶部开设有小孔，所述小孔用于释放高压气流的部分作用压力，使得所述短波天线保持垂直于水面的展开状态。

3.如权利要求2所述的浮标，其特征在于，所述天线展开与保持装置包括天线收纳装置及制动装置、充气与气压控制装置，所述天线收纳装置及制动装置包括：

鼓轮盘，用于在所述短波天线未展开时收纳所述短波天线；

制动装置，与所述鼓轮盘机械连接，用于对所述鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制；还与所述短波信号处理芯片电性连接，用于接收所述短波信号处理芯片发送的制动指令，所述制动指令用于指示所述制动装置对所述鼓轮盘的鼓轮旋转进行制动控制。

4.如权利要求3所述的浮标，其特征在于，所述天线收纳装置及制动装置还包括：

导向轮，与所述短波天线机械连接，用于引导所述短波天线的展开方向；

长度计数器，与所述短波天线机械连接，用于测量所述短波天线的展开长度；并与所述短波信号处理芯片通信连接，用于将测得的展开长度反馈至所述短波信号处理芯片。

5.如权利要求4所述的浮标，其特征在于，所述充气与气压控制装置，包括：高压气瓶、无线充气装置和气压控制装置；

所述高压气瓶与无线充气装置为两级串联充气装置，用于提供所述短波天线展开至预设长度及在所述短波天线展开后保持展开状态所需的气流；

所述气压控制装置，用于监测所述短波天线中的气压并控制释放气体的速度，以保持所述短波天线垂直于水面的展开状态。

6.如权利要求1所述的浮标，其特征在于，所述功放组件包括功放管芯片、导热材料和水管，所述导热材料位于所述功放管芯片和所述水管的中间，所述导热材料和所述水管以弯曲盘旋的方式布置，用于在所述浮标释放后对所述功放管芯片进行散热。

7.如权利要求1所述的浮标，其特征在于，所述短波信号处理芯片还用于在接收短波信号时，将所述短波射频装置传输的射频信号的工作频率与对应的标准工作频率进行比较，在所述短波射频装置传输的射频信号的工作频率与对应的标准工作频率的偏差值大于预设值的情况下，将所述短波射频装置传输的射频信号的工作频率确定为目标工作频率；否则，将所述对应的标准工作频率确定为目标工作频率。

8.如权利要求1所述的浮标，其特征在于，还包括水声通信装置，所述水声通信装置分别与所述短波信号处理芯片、所述电源模块电性连接，并在短波天线为展开状态时，通过绳子吊放于海水中；所述水声通信装置用于将所述短波信号处理芯片传输的岸基参数信息传输至深海探测设备，或者将深海探测设备的参数信息传输至所述短波信号处理芯片。

9.如权利要求8所述的浮标，其特征在于，所述短波信号处理芯片，还用于在接收短波信号时，将所述短波射频装置传输的射频信号的格式转换为水声通信装置可处理的信号格式。

10.如权利要求1所述的浮标，其特征在于，还包括稳定装置，所述稳定装置与所述天线展开与保持装置固定连接，用于在所述浮标释放后，保持所述浮标在水面上的稳定状态。