CN209897058U - 一种新型的浅海水下通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的浅海水下通信装置，包括水下探测器、浮标、收发天线、第一信号耦合器和连接结构，所述浮标的顶端安装有收发天线，且浮标的内部安装有单片机，并且浮标的底端固定有万向节，所述万向节的底端安装有钢丝绳，且钢丝绳的底端安装有海底锚，所述钢丝绳一侧的浮标底端安装有第一线缆，且第一线缆的底端设置有第一信号耦合器，并且第一信号耦合器的底端固定有单芯钢丝，所述单芯钢丝的底端安装有第二信号耦合器，且第二信号耦合器的底端安装有第二线缆，并且第二线缆的底端设置有水下探测器。本实用新型不仅减小了水下通信装置的能耗，提高了水下通信装置拆分时的便捷性，而且减少了钢丝绳与单芯钢丝出现波动的情况。

Description

一种新型的浅海水下通信装置

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体为一种新型的浅海水下通信装置。

背景技术

水下通讯技术是制约水下探测、水下通讯网络系统发展的瓶颈，由于水的特殊性，使得电磁波信号在水下快速衰减，同时由于光的聚焦、反射及水体浑浊等问题，激光通讯技术也无法应用于水下通讯，目前，基于声信号的水下通讯技术是水下通讯的主流技术。

现今市场上的此类水下通信装置种类繁多，基本可以满足人们的使用需求，但是依然存在一定的不足之处，具体问题有以下几点。

(1)传统的此类水下通信装置在使用时通常容易消耗较多的电能，因而容易使得水下通信装置的能耗较大，难以持久运行；

(2)传统的此类水下通信装置在使用时通常为一体化连接方式，从而不便与水下通信装置的组装；

(3)传统的此类水下通信装置在使用时通常容易受海水的影响产生一定的波动，从而容易对通信产生不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的浅海水下通信装置，以解决上述背景技术中提出水下通信装置在使用时能耗较大，不便与拆装和容易产生一定的波动的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型的浅海水下通信装置，包括水下探测器、浮标、收发天线、第一信号耦合器和连接结构，所述浮标的顶端安装有收发天线，且浮标的内部安装有单片机，并且浮标的底端固定有万向节，所述万向节的底端安装有钢丝绳，且钢丝绳的底端安装有海底锚，所述钢丝绳一侧的浮标底端安装有第一线缆，且第一线缆的底端设置有第一信号耦合器，并且第一信号耦合器的底端固定有单芯钢丝，所述单芯钢丝的底端安装有第二信号耦合器，且第二信号耦合器的底端安装有第二线缆，并且第二线缆的底端设置有水下探测器，所述第一信号耦合器和第二信号耦合器内部的顶端皆安装有信号处理电路板，且信号处理电路板下方的第一信号耦合器和第二信号耦合器内部皆设置有超声波收发电路板，并且超声波收发电路板通过第二引线与信号处理电路板相连接，所述第一信号耦合器与第二信号耦合器内部的底端皆设置有连接结构。

优选的，所述钢丝绳的外壁上皆套装有等间距的连接环，且连接环的一侧固定有连接索，连接环位置处的单芯钢丝外壁上皆套装有等间距的卡扣，卡扣与连接索固定连接。

优选的，所述连接结构的内部依次设置有连接轴、安装螺杆和螺纹槽，第一信号耦合器与第二信号耦合器内部的底端皆设置有螺纹槽，且螺纹槽的内部螺纹连接有安装螺杆，并且安装螺杆的一端延伸至螺纹槽的外部并安装有连接轴。

优选的，所述超声波收发电路板的内部设置有超声波接收电路模块，且超声波接收电路模块上方的超声波收发电路板内部安装有超声波发射电路模块，并且超声波发射电路模块的一侧固定有声阻抗匹配模块。

优选的，所述超声波收发电路板下方的第一信号耦合器和第二信号耦合器内部皆固定有防水塞，且防水塞的内部设置有压电陶瓷片，压电陶瓷片通过第一引线与超声波收发电路板相连接，并且压电陶瓷片的下方安装有声阻抗匹配层。

优选的，所述信号处理电路板的内部设置有AD采集模块，且AD采集模块上方的信号处理电路板内部安装有通信接口模块，并且通信接口模块的一侧固定有最小系统模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该新型的浅海水下通信装置不仅减小了水下通信装置的能耗，提高了水下通信装置拆分时的便捷性，而且减少了钢丝绳与单芯钢丝出现波动的情况；

(1)通过设置有防水塞、声阻抗匹配层和压电陶瓷片，防水塞内部的声阻抗匹配层和压电陶瓷片减小了水下通信装置使用时所消耗的能量，从而减小了水下通信装置的能耗；

(2)通过设置有连接轴、安装螺杆和螺纹槽，通过旋转单芯钢丝使得安装螺杆脱离螺纹槽，从而完成第一信号耦合器、单芯钢丝和第二信号耦合器的拆装分离工作了，提高了水下通信装置拆分时的便捷性；

(3)通过设置有连接环、连接索和卡扣，钢丝绳外壁上的连接环通过连接索与单芯钢丝外壁上的卡扣连接，提高了钢丝绳与单芯钢丝连接时的稳定性，从而减少了钢丝绳与单芯钢丝出现波动的情况。

附图说明

图1为本实用新型的正视剖面结构示意图；

图2为本实用新型的第一信号耦合器剖视放大结构示意图；

图3为本实用新型的超声波收发电路板剖视放大结构示意图；

图4为本实用新型的信号处理电路板剖视放大结构示意图；

图5为本实用新型的连接结构放大结构示意图。

图6为本实用新型的系统框架结构示意图。

图中：1、水下探测器；2、海底锚；3、钢丝绳；4、连接环；5、连接索；6、万向节；7、浮标；8、单片机；9、收发天线；10、第一线缆；11、第一信号耦合器；12、卡扣；13、单芯钢丝；14、第二信号耦合器；15、第二线缆；16、连接结构；1601、连接轴；1602、安装螺杆；1603、螺纹槽；17、防水塞；18、声阻抗匹配层；19、超声波收发电路板；20、第一引线；21、信号处理电路板；22、第二引线；23、压电陶瓷片；24、超声波接收电路模块；25、超声波发射电路模块；26、声阻抗匹配模块；27、AD采集模块；28、通信接口模块；29、最小系统模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供的一种实施例：一种新型的浅海水下通信装置，包括水下探测器1、浮标7、收发天线9、第一信号耦合器11和连接结构16，浮标7的顶端安装有收发天线9，且浮标7的内部安装有单片机8，并且浮标7的底端固定有万向节6，万向节6的底端安装有钢丝绳3，且钢丝绳3的底端安装有海底锚2；

钢丝绳3的外壁上皆套装有等间距的连接环4，且连接环4的一侧固定有连接索5，连接环4位置处的单芯钢丝13外壁上皆套装有等间距的卡扣12，卡扣12与连接索5固定连接，用于减少钢丝绳3和单芯钢丝13的波动；

钢丝绳3一侧的浮标7底端安装有第一线缆10，且第一线缆10的底端设置有第一信号耦合器11，并且第一信号耦合器11的底端固定有单芯钢丝13，单芯钢丝13的底端安装有第二信号耦合器14，且第二信号耦合器14的底端安装有第二线缆15，并且第二线缆15的底端设置有水下探测器1，该水下探测器1的型号可为EPX-8500，水下探测器1的输入端与单片机8的输出端电性连接，第一信号耦合器11和第二信号耦合器14内部的顶端皆安装有信号处理电路板21，且信号处理电路板21下方的第一信号耦合器11和第二信号耦合器14内部皆设置有超声波收发电路板19，并且超声波收发电路板19通过第二引线22与信号处理电路板21相连接，第一信号耦合器11与第二信号耦合器14内部的底端皆设置有连接结构16；

连接结构16的内部依次设置有连接轴1601、安装螺杆1602和螺纹槽1603，第一信号耦合器11与第二信号耦合器14内部的底端皆设置有螺纹槽1603，且螺纹槽1603的内部螺纹连接有安装螺杆1602，并且安装螺杆1602的一端延伸至螺纹槽1603的外部并安装有连接轴1601；

通过旋转单芯钢丝13使得安装螺杆1602脱离螺纹槽1603，从而完成第一信号耦合器11、单芯钢丝13和第二信号耦合器14的拆装分离工作了，提高了水下通信装置拆分时的便捷性；

超声波收发电路板19的内部设置有超声波接收电路模块24，该的型号可为UWA-BR100，且超声波接收电路模块24上方的超声波收发电路板19内部安装有超声波发射电路模块25，该超声波发射电路模块25的型号可为DR-200R，超声波发射电路模块25的输入端与单片机8的输出端电性连接，并且超声波发射电路模块25的一侧固定有声阻抗匹配模块26，该声阻抗匹配模块26声阻抗匹配模块26的型号可为CE1313，声阻抗匹配模块26的输入端与单片机8的输出端电性连接，信号处理电路板21的内部设置有AD采集模块27，该AD采集模块27的型号可为ADAM-4000，AD采集模块27的输入端与单片机8的输出端电性连接，且AD采集模块27上方的信号处理电路板21内部安装有通信接口模块28，通信接口模块28的输入端与单片机8的输出端电性连接，该通信接口模块28的型号可为HF7111，通信接口模块28的输入端与单片机8的输出端电性连接，并且通信接口模块28的一侧固定有最小系统模块29，用于声波的接收与转换工作；

超声波收发电路板19下方的第一信号耦合器11和第二信号耦合器14内部皆固定有防水塞17，且防水塞17的内部设置有压电陶瓷片23，压电陶瓷片23通过第一引线20与超声波收发电路板19相连接，并且压电陶瓷片23的下方安装有声阻抗匹配层18，用于减少水下通信装置的能耗。

工作原理：使用时，该水下通信装置外接电源，在水下通信装置使用时，当有数据通信需求时，通过第一线缆10将通信数据传输至第一信号耦合器11的内部，第一信号耦合器11内部的超声波收发电路板19和信号处理电路板21将电信号转化为振动信号，并通过单芯钢丝13传输至第二信号耦合器14的内部，第二信号耦合器14通过超声波收发电路板19和信号处理电路板21将电信号转化为振动信号，并通过第二线缆15传输至水下探测器1的内部，水下探测器1解析完成后按照要求将通信数据通过第二线缆15传输至第二信号耦合器14的内部，再通过单芯钢丝13传输至第一信号耦合器11的内部，最后将通信数据通过第一线缆10传输至浮标7，完成水下通信装置的基本工作，然后，在水下通信装置的使用过程中，防水塞17内部的声阻抗匹配层18和压电陶瓷片23减小了水下通信装置使用时所消耗的能量，从而减小了水下通信装置的能耗，通过旋转单芯钢丝13使得安装螺杆1602脱离螺纹槽1603，从而完成第一信号耦合器11、单芯钢丝13和第二信号耦合器14的拆装分离工作了，提高了水下通信装置拆分时的便捷性，最后，钢丝绳3外壁上的连接环4通过连接索5与单芯钢丝13外壁上的卡扣12连接，提高了钢丝绳3与单芯钢丝13连接时的稳定性，从而减少了钢丝绳3与单芯钢丝13出现波动的情况，完成新型的浅海水下通信装置的工作。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种新型的浅海水下通信装置，包括水下探测器(1)、浮标(7)、收发天线(9)、第一信号耦合器(11)和连接结构(16)，其特征在于：所述浮标(7)的顶端安装有收发天线(9)，且浮标(7)的内部安装有单片机(8)，并且浮标(7)的底端固定有万向节(6)，所述万向节(6)的底端安装有钢丝绳(3)，且钢丝绳(3)的底端安装有海底锚(2)，所述钢丝绳(3)一侧的浮标(7)底端安装有第一线缆(10)，且第一线缆(10)的底端设置有第一信号耦合器(11)，并且第一信号耦合器(11)的底端固定有单芯钢丝(13)，所述单芯钢丝(13)的底端安装有第二信号耦合器(14)，且第二信号耦合器(14)的底端安装有第二线缆(15)，并且第二线缆(15)的底端设置有水下探测器(1)，所述第一信号耦合器(11)和第二信号耦合器(14)内部的顶端皆安装有信号处理电路板(21)，且信号处理电路板(21)下方的第一信号耦合器(11)和第二信号耦合器(14)内部皆设置有超声波收发电路板(19)，并且超声波收发电路板(19)通过第二引线(22)与信号处理电路板(21)相连接，所述第一信号耦合器(11)与第二信号耦合器(14)内部的底端皆设置有连接结构(16)。

2.根据权利要求1所述的一种新型的浅海水下通信装置，其特征在于：所述钢丝绳(3)的外壁上皆套装有等间距的连接环(4)，且连接环(4)的一侧固定有连接索(5)，所述连接环(4)位置处的单芯钢丝(13)外壁上皆套装有等间距的卡扣(12)，卡扣(12)与连接索(5)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型的浅海水下通信装置，其特征在于：所述连接结构(16)的内部依次设置有连接轴(1601)、安装螺杆(1602)和螺纹槽(1603)，所述第一信号耦合器(11)与第二信号耦合器(14)内部的底端皆设置有螺纹槽(1603)，且螺纹槽(1603)的内部螺纹连接有安装螺杆(1602)，并且安装螺杆(1602)的一端延伸至螺纹槽(1603)的外部并安装有连接轴(1601)。

4.根据权利要求1所述的一种新型的浅海水下通信装置，其特征在于：所述超声波收发电路板(19)的内部设置有超声波接收电路模块(24)，且超声波接收电路模块(24)上方的超声波收发电路板(19)内部安装有超声波发射电路模块(25)，并且超声波发射电路模块(25)的一侧固定有声阻抗匹配模块(26)。

5.根据权利要求1所述的一种新型的浅海水下通信装置，其特征在于：所述超声波收发电路板(19)下方的第一信号耦合器(11)和第二信号耦合器(14)内部皆固定有防水塞(17)，且防水塞(17)的内部设置有压电陶瓷片(23)，压电陶瓷片(23)通过第一引线(20)与超声波收发电路板(19)相连接，并且压电陶瓷片(23)的下方安装有声阻抗匹配层(18)。

6.根据权利要求1所述的一种新型的浅海水下通信装置，其特征在于：所述信号处理电路板(21)的内部设置有AD采集模块(27)，且AD采集模块(27)上方的信号处理电路板(21)内部安装有通信接口模块(28)，并且通信接口模块(28)的一侧固定有最小系统模块(29)。

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