RU2724978C1 - Способ формирования высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами - Google Patents

Способ формирования высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами Download PDF

Info

Publication number
RU2724978C1
RU2724978C1 RU2019114587A RU2019114587A RU2724978C1 RU 2724978 C1 RU2724978 C1 RU 2724978C1 RU 2019114587 A RU2019114587 A RU 2019114587A RU 2019114587 A RU2019114587 A RU 2019114587A RU 2724978 C1 RU2724978 C1 RU 2724978C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
underwater
water
acoustic wave
air
communication channel
Prior art date
Application number
RU2019114587A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Алиев
Максим Павлович Беляев
Станислав Романович Войтенко
Борис Михайлович Даринский
Александр Владимирович Иванов
Алексей Владимирович Иванов
Юрий Геннадьевич Пастернак
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2019114587A priority Critical patent/RU2724978C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2724978C1 publication Critical patent/RU2724978C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/02—Transmission systems in which the medium consists of the earth or a large mass of water thereon, e.g. earth telegraphy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к областям акустики, оптики и радиотехники и может быть использовано при организации канала двусторонней связи между глубоководным объектом, например, подводной лодкой, и надводным - наземным, воздушным или космическим объектом. Технический результат состоит в обеспечении передачи между подводным и надводным объектом по радиоканалу. Для этого способ заключается в образовании в водной среде воздушного канала для передачи по нему электромагнитного сигнала путем завихрения акустической волны с нелинейным фронтом, которая инициирует закручивающее движение воды по направлению от формирователей акустической волны на поверхности подводного объекта к поверхности раздела сред вода-воздух с образованием воздушной воронки, при этом излучатели завихренных акустических волн выполняют в виде гидроизолированных однонаправленных динамических головок, которые размещают на верхней платформе круглой платформы подводного объекта под острым углом к горизонтали. 1 ил.

Description

Изобретение относится к областям акустики, оптики и радиотехники и может быть использовано при организации канала двусторонней связи между глубоководным объектом, например, подводной лодкой, и надводным - наземным, воздушным или космическим объектом.
Проблема связи глубоководного объекта с наземными объектами, а также объектами, находящимися в воздухе или в космосе, в настоящее время трудноразрешима, в связи с особенностями распространения электромагнитных волн в водной среде и в областях воздух-вода, суша-вода.
Известен способ передачи информации в жидкой среде, основанный на формировании в ней воздушного канала с помощью мощного лазерного излучения, используемого для передачи информации с помощью электромагнитных волн. Нагрев жидкой среды осуществляется до появления резких границ, обозначающих канал, и получения на них парообразной фазы (патент РФ на изобретение №223043 С2 - прототип).
Недостатком данного способа является образование аэрозольной среды внутри формируемого канала, поскольку скорость конденсации пара на границах канала ниже скорости их образования, следствием чего является интенсивное поглощение энергии распространяющейся электромагнитной волны.
Также известен способ связи с подводными лодками, заключающийся в формировании искусственного ионосферного зеркала, отражающего и детектирующего сигнал крайне низкой частоты (ELF - extremely low frequency), излученный передатчиком наземного базирования и принимаемым подводной лодкой с помощью выпускаемой буксируемой антенны (THE WORLD'S LARGEST «RADIO» STATION by CARLOS A. ALTGELT; US 5041834).
Недостатками данного способа являются малая пропускная способность канала связи вследствие низкой частоты передачи, а также необходимость использования конструкций антенн очень больших размеров, как на приемной, так и на передающей сторонах.
Задачей предлагаемого технического решения является организация направляющей среды между подводным и надводным объектами, отличающегося тем, что формируется направляющая среда за счет завихренных акустических волн, внутри которой распространяется сигнал, несущий информацию.
Направляющая среда представляет собой воздушный канал воронкообразной формы для приема-передачи информации с помощью электромагнитных волн с глубины расположения подводного объекта до поверхности раздела сред вода-воздух при помощи расположенного на подводном объекте излучателей завихренных акустических волн с нелинейным волновым фронтом.
Решение указанной задачи достигается тем, что, согласно способу формирования высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами, воздушный канал к поверхности водной среды формируют путем завихрения акустической волны с нелинейным фронтом, которая инициирует закручивающее движение воды по направлению от формирователей акустической волны на поверхности подводного объекта к поверхности раздела сред вода-воздух с образованием воздушной воронки, при этом излучатели завихренных акустических волн выполняют в виде гидроизолированных однонаправленных динамических головок, которые размещают на верхней платформе круглой платформы подводного объекта под острым углом к горизонтали. Диаметр платформы, на внешней кромке которой размещены гидроизолированные однонаправленные динамические головки излучателей, выбирают в соответствии D=ƒ(b,ρcp), где D - диаметр платформы, на внешней кромке которой размещены гидроизолированные однонаправленные динамические головки излучателей, b - глубина погружения объекта, ρср - плотность водной среды.
Направляющая среда реализуется в виде воздушного столба (воронки), через который организуют тракт приема-передачи радио- или оптического информационного излучения между подводным и надводным объектами.
На фигуре 1 представлен способ реализации направляющей среды, который описывается следующим образом: с подводного объекта 1 формирователями завихренных акустических волн 2, расположенными на круглой платформе 4 переменного диаметра D, с глубины погружения подводного объекта 1 до границы раздела сред вода-воздух 6 формируется направляющая среда (воздушный столб, воронка) 5, внутри которой распространяется сигнал 7 (радиоволна или оптическое излучение), несущий информацию, формируемый приемо-передатчиком 3, расположенным на подводном объекте 1, сигнал 7, пройдя границу раздела сред вода-воздух 6 и распространяясь в свободном пространстве, достигает приемной стороны надводного объекта 8.
Использование предложенного технического решения позволит обеспечить организацию высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами через сформированную направляющую воздушную воронку, существенно повысить пропускную способность канала связи, обеспечить скрытность передачи информации, а также сделать систему связи независимой от свойств водной (жидкостной) среды.

Claims (1)

  1. Способ организации высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами, заключающийся в формировании воздушного канала и передачи по нему сигнала, несущего информацию, отличающийся тем, что воздушный канал формируют путем завихрения акустической волны с нелинейным фронтом посредством излучателей акустической волны, размещенных на верхней платформе подводного объекта под острым углом к горизонтали, при этом излучатели акустической волны, выполнены в виде гидроизолированных однонаправленных динамических головок, причем диаметр размещения излучателей акустической волны на платформе подводного объекта выбирают в соответствии с D = ƒ(b,ρср), где D - диаметр платформы, на внешней кромке которой размещены гидроизолированные однонаправленные динамические головки излучателей акустической волны, b - глубина погружения подводного объекта, ρср - плотность водной среды.
RU2019114587A 2019-05-13 2019-05-13 Способ формирования высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами RU2724978C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114587A RU2724978C1 (ru) 2019-05-13 2019-05-13 Способ формирования высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114587A RU2724978C1 (ru) 2019-05-13 2019-05-13 Способ формирования высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724978C1 true RU2724978C1 (ru) 2020-06-29

Family

ID=71509842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114587A RU2724978C1 (ru) 2019-05-13 2019-05-13 Способ формирования высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724978C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230059501A1 (en) * 2021-08-20 2023-02-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Underwater Communication System

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001073477A2 (en) * 2000-03-29 2001-10-04 Westerngeco Seismic Holdings Ltd. A submarine deployed ocean bottom seismic system
US20090067289A1 (en) * 2007-03-09 2009-03-12 Lockheed Martin Corporation Communicating using sonar signals at multiple frequencies
RU81941U1 (ru) * 2008-03-17 2009-04-10 Валерий Павлович Монахов Надводно-подводное полярное строение
RU107433U1 (ru) * 2011-01-20 2011-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ФГУП "ОНИИП") Система беспроводной подводной связи
RU2653527C1 (ru) * 2017-04-03 2018-05-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Многофункциональный комплекс для выполнения подводно-технических работ
RU2663308C2 (ru) * 2014-06-02 2018-08-03 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ Способ проведения подводно-подледного сейсмопрофилирования с использованием перемещаемой подводным судном донной сейсморазведочной косы и технологический комплекс для его осуществления

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001073477A2 (en) * 2000-03-29 2001-10-04 Westerngeco Seismic Holdings Ltd. A submarine deployed ocean bottom seismic system
US20090067289A1 (en) * 2007-03-09 2009-03-12 Lockheed Martin Corporation Communicating using sonar signals at multiple frequencies
RU81941U1 (ru) * 2008-03-17 2009-04-10 Валерий Павлович Монахов Надводно-подводное полярное строение
RU107433U1 (ru) * 2011-01-20 2011-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ФГУП "ОНИИП") Система беспроводной подводной связи
RU2663308C2 (ru) * 2014-06-02 2018-08-03 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ Способ проведения подводно-подледного сейсмопрофилирования с использованием перемещаемой подводным судном донной сейсморазведочной косы и технологический комплекс для его осуществления
RU2653527C1 (ru) * 2017-04-03 2018-05-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Многофункциональный комплекс для выполнения подводно-технических работ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230059501A1 (en) * 2021-08-20 2023-02-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Underwater Communication System

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shaw et al. Experimental investigations of electromagnetic wave propagation in seawater
CN104618032B (zh) 一种跨海水－空气界面的电磁波传输系统及方法
RU2008105899A (ru) Радар формирования подповерхностного изображения
RU2724978C1 (ru) Способ формирования высокоскоростного канала связи между подводным и надводным объектами
US20200076457A1 (en) Open cavity system for directed amplification of acoustic signals
RU2733085C1 (ru) Способ связи подводного аппарата с летательным аппаратом
Yoshida et al. Study on land-to-underwater communication
JPWO2011145515A1 (ja) 磁力波アンテナおよび磁力波通信装置
Cappelli et al. Underwater to above water LoRa transmission: Technical issues and preliminary tests
WO2001095529A1 (en) Underwater communications system using electromagnetic signal transmission
Yoshida Underwater electromagnetics and its application to unmanned underwater platforms
WO2020035490A1 (en) Underwater navigation
RU2134023C1 (ru) Способ двусторонней связи с подводным объектом
CN108521307B (zh) 一种海浪高度自适应的激光致声水下通信系统
CN112235049A (zh) 用于潜水的通信系统、方法、船载通信器及潜水通信器
Singh Submarine Communications.
Chakraborty et al. Exploiting the loss-frequency relationship using RF communication in underwater communication networks
Derakhshandeh et al. Underwater Wireless Laser-Based Communications Using Optical Phased Array Antennas
RU2361364C2 (ru) Способ двусторонней связи с подводным объектом
Aboderin Antenna design for underwater applications
CN110224765B (zh) 一种跨冰层数据无线传输的方法
JP2009225395A (ja) 磁力波伝搬を利用した通信事業
CN111092662A (zh) 跨介质高速激光通信仪
Tomilin et al. An experiment to form a radio communication channel in a marine environment
CN113078955A (zh) 基于光束整形的无线光通信系统和方法