水下高頻電場通信技術的製作方法

2023-04-30 19:07:16

專利名稱：水下高頻電場通信技術的製作方法
技術領域：
涉及國防領域的水下電場式對潛通信技術
背景技術：
目前用於對水下潛艇通信的多種通信方法，雖能有效的滿足現有條件通信的要 求，但都存在著各自的技術缺陷。其中共同的缺陷就是通信信號在水下傳輸深度小，使得對 潛通信，尤其是對核潛艇的通信在隱蔽方面存在一定的風險，另外長波通信的天線目標大， 能耗過高。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能克服上述缺陷的超大深度.隱蔽性強.的水下高頻 電場式單向對潛電聲通信技術。本發明的目的是這樣實現的該通信技術建立水下電場的電路連接，是由作為電 場兩極輸出到海水端的兩條電纜和連接電纜信號輸入端的岸上部分信號輸出的電容，及連 接電容的整流電路，再及連接該電路用於信號升壓和阻抗匹配的高頻變壓器，和連接變壓 器初級繞組的常用調製信號源組成。上述所說的整流電路，是由兩組反向並接的二極體組成，每組分別接於高頻升壓 變壓器的次級繞組的兩極，另一端分別接於兩電容，然後由分別接於兩電容的兩條電纜另 一端作為水下電場的兩極，分別放於兩地的海水中。信號源是一般常用信號源，技術已非常成熟，這裡不再介紹，水下電場信號的接受 部分的電路連接，使用兩根作為水下天線的導體分別接於兩個三極體的基極，兩導體的另 一端分別接有偏置電阻，該截面端為電場信號的輸入端，兩導體的其餘部分都要絕緣，兩天 線的方向順從電場兩極的直線方向，三極體的集電極分別接變壓器的初級繞組的兩端，中 心接頭接電源的正極，電源的負極接發射極後與海水聯通，次級繞組接下級信號放大電路， 直至功放，(該部分是常用電路不作介紹)。本發明所取得的技術進步本技術發明能有效地將高頻信號源產生的調製信號經 升壓變壓器輸入給兩組反向並接的二極體整流電路與分別連接的電容，並且利用電容的記 憶功能和對接地的隔離作用，同時經兩電纜輸出端之間海水導電同路形成電場或電流場。 隨著輸入信號電流的方向交替變化，於是在兩極的輸出端之間的海水中便產生了高頻交變 電場，或交變電流場，由於海水的均勻導電性，可近似視為均勻導電介質。並且海水是一巨 大的導體，因此海水中的電場為一電流密度近似對稱球形的導電範圍或電場範圍，在該電 流場範圍的潛艇便可接收該電流場的電流信號，該電流場覆蓋海域面積的大小，及供潛艇 接收的信號的電流密度的大小，可以調整該電場的兩極間的距離和電壓來實現，由於形成 電流場的直徑近似兩極的距離，其信號傳輸深度可由兩極間的距離確定。本發明對於通訊信號的接收，由連接的三極體基極的兩導體作為水下電場信號的 接收天線，並且順電場兩極軸向置於海水中，為使電流場的信號能夠流過兩發射結，必須使該導體與發射結的電阻之和遠小於相同於該天線導體體積海水的電阻，這樣便可使電場的 電流信號流過對應三極體的發射結進行初級放大，由兩個三極體的集電極輸出信號給耦合 變壓器至下級放大直至功放，由於現實所需的通訊範圍大，對於微弱的電流場電流信號的 接收增加了難度，因此在天線信號的流入端可增加引導極或增加電場兩極的電流輸出。


圖1為發明的水下電場建立原理圖。圖2為發明的水下電場電流信號接收的部分原理圖。
具體實施例方式如圖1所示水下高頻電場的產生及電路，由調製信號源，用於阻抗匹配的升壓變 壓器τ和接於變壓器繞組次級的二極體隊、D2, D3、D4及連接二極體的電容C1C2和連接電容 的入海電纜，電纜輸出端AB兩極間海水產生的電流力線組成，該電路產生信號時，在信號 的正向半周經變壓器次級繞組的二極體Dl對電容Cl充電，並繼續經海水電場AB間的海水 對C2充電，經二極體至變壓器的次級另一端形成正向半周的迴路，同時二極體Dl與電容 Cl形成該半周信號的隔直電路，阻止該半周信號的入海接地流失，由於正半周信號對電容 C1C2的充電，使得兩電容具有了記憶功能，反向半周的信號經過二極體D3對電容C2充電， 經AB兩極間電場的海水對電容Cl充電，又經二極體D2至變壓器經次級繞組的另一端，形 成反向半周的迴路，同時二極體D3電容C2組成隔直電路，阻止反向半周的信號入海接地流 失，由於電容的記憶功能和電容的隔直作用及海水的導電性，隨著高頻信號的輸入，於是就 產生了電纜AB間的水下電場。如圖2所示是該電場信號的接收電路圖由兩條分別接於三極體Q1Q2基極作為 水下電場信號接收天線的導體L1L2和Q1Q2的偏置電阻R1R2及變壓器T利連接變壓器中 心軸頭的電源組成，天線L1L2的ab截面為電場信號的輸入端，該天線的其餘部分都絕緣， 將天線L1L2順電場兩極方向置於海水中，由於導體L1L2和分別連接的三極體Q1Q2的發射 結之間的電阻之和遠小於同於導體體積海水的電阻，電場的電流信號就能流過三極體Q1Q2 的發射結，因此該電路工作時，電場的電流信號正反向半周將分別流經天線導體L1L2及所 連的發射結，當電場信號的正向半周經導體L2的截面b至三極體Q2的發射結再到海水 中，使三極體Q2對該信號進行一次放大，經變壓器T感應至次級繞組，當電場的反向半周信 號經天線導體Ll的截面a至三極體Ql的發射結再到海水中，三極體Ql對該半周信號進行 一次放大並且由變壓器T感應至其次級繞組，後將該信號送至逐級放大(由於在這方面的 技術已經成熟，不再詳細介紹)，然後至功放電路。
權利要求
一種用於水下高頻電場的通訊技術，它由高頻電場產生技術及電路和電場信號的接收技術及電路兩部分組成。
2.根據權利要求1所述的高頻電場產生技術及電路，其主要特徵在於高頻信號升壓及 阻抗匹配的變壓器連接的整流電路和信號輸出的電容的連接，以及利用電容的記憶隔直功 能和海水的導電特性，該種方式所產生的水下電場。
3.根據權利要求1所述的電場信號的接收技術及電路，其技術特徵在於利用一定長度 的無線導體與之連接的三極體發射結的電阻之和要小於同於導體體積海水的電阻的原理。 該接收電路的特徵在於由兩導體作為電場信號的接收天線所連接的三級管基極與發射極 的電路。
全文摘要
本發明涉及用於國防的水下電場或通訊技術，該電場通訊水下電場建立的技術利用了電容的記憶和隔直功能，由連接電容的整流電路和連接整流電路的升壓變壓器組成，並且利用兩電容之間的海水導電特性，形成海水電場，對該電場覆蓋的海域面積內的潛艇進行通信。該通訊技術的電場信號接收原理利用了導體與三極體發射結電阻之和要小於同於導體體積海水的電阻原理，使電場的電流信號流過三極體的基極，使該管對電場信號進行初級放大，然後逐級進入功放。
文檔編號H02M5/10GK101924474SQ20101025970
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月23日 優先權日2010年8月23日
發明者王賀 申請人:王賀