專利名稱：一種用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水聲通信領(lǐng)域，更具體地 說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法和裝置。
背景技術(shù)：
由于電磁波在水中衰減很大，目前中遠(yuǎn)距離的水下無(wú)線通信主要采用水聲通信技木。隨著海洋戰(zhàn)略地位日益重要，海洋環(huán)境數(shù)據(jù)采集、水下目標(biāo)探測(cè)等應(yīng)用中越來(lái)越多的采用了多節(jié)點(diǎn)水聲通信網(wǎng)絡(luò)。在這樣的系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)間可以互為數(shù)據(jù)傳輸中繼和備份，提高了通信距離和可靠性。然而，目前水下通信網(wǎng)絡(luò)面臨兩個(gè)突出的問(wèn)題第一，水聲通信節(jié)點(diǎn)的能源受限。水下節(jié)點(diǎn)一般依賴電池工作，除非特別接近海面的節(jié)點(diǎn)能夠利用太陽(yáng)能充電之外，沒(méi)有低成本的能源補(bǔ)充途徑。受體積、成本等因素限制，電池容量也不可能無(wú)限大，這使得水聲通信節(jié)點(diǎn)有效工作壽命受限，此外，本領(lǐng)域技術(shù)人知道，水聲通信節(jié)點(diǎn)的能源主要消耗在發(fā)射時(shí)向外輻射能量，而接收及信號(hào)處理消耗能量相對(duì)很小。第二，水聲通信網(wǎng)絡(luò)的容量受限。水聲信道是共享信道，當(dāng)某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，所發(fā)射的聲信號(hào)對(duì)一定距離內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)造成干擾。水聲信道的帶寬非常有限，因此節(jié)點(diǎn)間采用頻分復(fù)用方式工作效率不高。相對(duì)于光速，水中聲速很低，節(jié)點(diǎn)間精確同步困難，采用時(shí)分復(fù)用工作方式也不容易。組網(wǎng)時(shí)多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享信道，使網(wǎng)絡(luò)整體通信容量難以提高?，F(xiàn)有技術(shù)中水下通信節(jié)點(diǎn)布放時(shí)通常采用錨定或吊放的方式，雖然也可以采用支架固定在海底采用定向發(fā)射的技術(shù)來(lái)減少能量消耗提升通信容量，但是由于采用支架固定節(jié)點(diǎn)成本很高因而很少采用。同時(shí)對(duì)于采用錨定或吊放方式布放的水下通信節(jié)點(diǎn)，其方向受水流影響而變化，存在不確定性，因此，現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)這類水下通信節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)時(shí)ー般在垂直方向采用窄的開(kāi)角，而水平方向則采用全向發(fā)射。但是采用這種方式有兩大缺點(diǎn)，一是發(fā)射節(jié)點(diǎn)能源利用率低，ニ是會(huì)造成節(jié)點(diǎn)間干擾，使得帶寬受限的通信系統(tǒng)的容量受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在干，為克服現(xiàn)有技術(shù)的采用錨定或吊放方式布放的水下通信節(jié)點(diǎn)在發(fā)射信號(hào)時(shí)水平方向采用全向發(fā)射所導(dǎo)致水聲通信節(jié)點(diǎn)的能量效率低且水聲網(wǎng)絡(luò)通信容量小的問(wèn)題，本發(fā)明在不用改變節(jié)點(diǎn)通用的錨定或吊放方式布放的條件下實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)在發(fā)射信號(hào)時(shí)定向發(fā)射，從而提供一種用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法和裝置。采用本發(fā)明的定向發(fā)射技術(shù)可以將輻射聲能量限制在一個(gè)較小的水平角度內(nèi)，避免全向發(fā)射所帯來(lái)能量的浪費(fèi)，提高水聲通信節(jié)點(diǎn)的能量效率；同時(shí)減小全向發(fā)射所導(dǎo)致的對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)的干擾，實(shí)現(xiàn)信道的空分復(fù)用，從而提高網(wǎng)絡(luò)整體通信容量；即本發(fā)明提供ー種用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法和裝置。針對(duì)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法，該方法用于采用錨定或吊放方式布放的水下通信節(jié)點(diǎn)通信信號(hào)的定向發(fā)射，包含確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位的步驟，發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)其自身的位置信息及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息，確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方位；選擇當(dāng)前指向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位的定向換能器進(jìn)行發(fā)射的步驟，所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)確定的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位和自身方向信息，選擇設(shè)置于其上的某ー合適的定向換能器向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)。其中，位置信息是指海平面上某一點(diǎn)的地理坐標(biāo)，由經(jīng)緯度表示；方位與方向均為角度概念，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位是從發(fā)射節(jié)點(diǎn)與地理北極的射線起，順時(shí)針?lè)较蛑涟l(fā)射節(jié)點(diǎn)至目 標(biāo)節(jié)點(diǎn)射線的水平夾角；發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方向?yàn)閺陌l(fā)射節(jié)點(diǎn)與地理北極的射線起，順時(shí)針?lè)较蛑涟l(fā)射節(jié)點(diǎn)上一設(shè)定參考直線的水平夾角。根據(jù)發(fā)射節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置，可以通過(guò)幾何方法目標(biāo)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方位；然后根據(jù)定向換能器的安裝角度和發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身的方向，可知當(dāng)前發(fā)射節(jié)點(diǎn)上哪個(gè)定向換能器覆蓋目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所在方位，從而選擇該定向換能器發(fā)射通信信號(hào)。上述技術(shù)方案中，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息在布放時(shí)人工設(shè)定或在通信過(guò)程中測(cè)量得到；所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身方向通過(guò)羅盤傳感器測(cè)量并計(jì)算得到。針對(duì)以上方法，本發(fā)明提供一種用于水下通信的定向發(fā)射裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)采用錨定或吊放方式布放的水下通信系統(tǒng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)信號(hào)的定向發(fā)射，包含用于存儲(chǔ)發(fā)射節(jié)點(diǎn)位置和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置信息的存儲(chǔ)單元，用于接受終端信號(hào)的接收單元，用于處理所述接收信號(hào)的信號(hào)處理單元，用于對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行放大的功放単元，其特征在于，所述的裝置還包含布放在所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)上的若干個(gè)定向換能器，用于所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)定向地向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)；設(shè)置于所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)上的羅盤傳感器，該羅盤傳感器用于測(cè)量所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身的方向；目標(biāo)方位計(jì)算單元，該單元依據(jù)所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身的位置信息和所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)和所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息，計(jì)算得到所述目標(biāo)相對(duì)于所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方位；和發(fā)射換能器切換器/雙エ器，用于依據(jù)所述目標(biāo)相方位和發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身方向，從所述若干個(gè)定向換能器選擇某一個(gè)合適的定向換能器向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)。上述技術(shù)方案中，所述定向換能器可設(shè)置于水聲通信節(jié)點(diǎn)殼體外圍，或者由透聲材料制做的殼體內(nèi)部。所述羅盤傳感器可設(shè)置于水聲通信節(jié)點(diǎn)殼體外部節(jié)點(diǎn)垂直中心線延長(zhǎng)線上，或者由非鐵磁性材料制作的殼體內(nèi)部節(jié)點(diǎn)垂直中心線上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(I)采用定向發(fā)射技術(shù)，使發(fā)射能量集中，提高水聲通信節(jié)點(diǎn)的能量效率，可以使能量集中，避免浪費(fèi)；(2)減小水聲節(jié)點(diǎn)間通信時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)的干擾，實(shí)現(xiàn)信道的空分復(fù)用，提高水聲網(wǎng)絡(luò)的通信容量。


圖I是水聲通信節(jié)點(diǎn)的吊放或錨定的示意圖2是現(xiàn)有水聲通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的水平指向性示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中水聲通信節(jié)點(diǎn)的組成及原理的框圖。圖4是本發(fā)明目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位與發(fā)射節(jié)點(diǎn)方向計(jì)算與測(cè)量示意圖；圖5是采用本發(fā)明的水聲通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的水平指向性示意具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的描述。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案在水聲通信節(jié)點(diǎn)上安裝N個(gè)(N > I)發(fā)射波束開(kāi)角為360° /N的定向發(fā)射換能器(或換能器陣列)，共同覆蓋水平360°范圍。同時(shí)，在節(jié)點(diǎn)上安裝羅盤傳感器，在毎次通信 發(fā)射前測(cè)量節(jié)點(diǎn)自身的方向，并計(jì)算通信目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的方位，然后選擇覆蓋相應(yīng)方位的發(fā)射換能器進(jìn)行發(fā)射。具體步驟如下(I)根據(jù)預(yù)先存諸的或測(cè)量得到的發(fā)射節(jié)點(diǎn)以及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)計(jì)算出目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位角，即發(fā)射節(jié)點(diǎn)至地理北極射線順時(shí)針至發(fā)射節(jié)點(diǎn)至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)射線的夾角；(2)利用羅盤傳感器測(cè)量發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方向，即從發(fā)射節(jié)點(diǎn)與地理北極的射線起，順時(shí)針?lè)较蛑涟l(fā)射節(jié)點(diǎn)上一設(shè)定參考直線的水平夾角；(3)根據(jù)發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身方向，以及其上各定向換能器的安裝角度計(jì)算各定向換能器聲輻射面中心法線指向與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位角的差值；(4)選擇使該角度差值絕對(duì)值最小(即指向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位)的那個(gè)定向換能器發(fā)射通信信號(hào)。在步驟(I)中，各節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)可以在布放時(shí)人工設(shè)定，也可以在通信過(guò)程中測(cè)量得到。所述步驟I)中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位角可通過(guò)幾何方法計(jì)算得到，ー種具體方法如下設(shè)發(fā)射節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(緯度，經(jīng)度)為(lat。，long。)，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為(Iat1, Iong1),坐標(biāo)單位均為度，北緯為正，南緯為負(fù)，東經(jīng)為正，西經(jīng)為負(fù)，將地球近似為理想球形，則目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位角為Θ = {atan2 [sin (Iong1-Iong0) cos (Iat1),cos (Iat0) sin (Iat1) -sin (Iat0) cos (Iat1) cos (Iong1-Iong0)]+360} % 360 (I)式中atan2為四象限反正切函數(shù)，返回值區(qū)間為(-180°，+180° )，通過(guò)+360°和％取余計(jì)算使方位角轉(zhuǎn)換至(0° ,360° )區(qū)間。圖I為水聲通信節(jié)點(diǎn)的布放示意圖。在圖中，節(jié)點(diǎn)A為錨定方式，節(jié)點(diǎn)本身為正浮力，通過(guò)錨鏈固定在水中。節(jié)點(diǎn)B為吊放方式，節(jié)點(diǎn)本身為負(fù)浮力，通過(guò)纜繩吊放在水面浮標(biāo)下。兩種情況下，節(jié)點(diǎn)本身的方向都受水流的影響而變化。圖2是現(xiàn)有水聲通信網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點(diǎn)水平指向性示意圖。A、B、C、D為4個(gè)水聲通信節(jié)點(diǎn)。由于各節(jié)點(diǎn)發(fā)射指向性為水平全向，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其發(fā)射信號(hào)也會(huì)到達(dá)節(jié)點(diǎn)D處，對(duì)節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D之間的通信形成干擾。圖3是本發(fā)明水聲通信節(jié)點(diǎn)原理框圖。圖中發(fā)射節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為正六棱柱體，水平截面為正六邊形，定向換能器#1至#6(#1至#6六個(gè)換能器在節(jié)點(diǎn)外圍依據(jù)編號(hào)采用順指針排序)為水平發(fā)射開(kāi)角60°的定向發(fā)射換能器，均勻安裝在發(fā)射節(jié)點(diǎn)外國(guó)。羅盤傳感器安裝在中心位置，其指北方向與發(fā)射換能器#I聲輻射面法線一致，取發(fā)射換能器#I聲輻射面法線方向?yàn)榘l(fā)射節(jié)點(diǎn)自身的方向。當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備要向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，目標(biāo)方位計(jì)算單元根據(jù)當(dāng)羅盤傳感器信息及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與本節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出當(dāng)前目標(biāo)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于本節(jié)點(diǎn)的方位，并控制發(fā)送換能器切換器將覆蓋該方位的發(fā)射換能器與功放連接進(jìn)行發(fā)射。圖4是本發(fā)明目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位與發(fā)射節(jié)點(diǎn)方向計(jì)算與測(cè)量示意圖。A為發(fā)射節(jié)點(diǎn)，B為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)A根據(jù)兩節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)和式(I)計(jì)算出B節(jié)點(diǎn)的方位角Θ。根據(jù)羅盤傳感器讀數(shù)Q1和各定向換能器的安裝角度關(guān)系，可計(jì)算出各換能器(圖中僅畫出定向換能器#I和#5)當(dāng)前的指向QiQ = I, 2，…，6)，以及其與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位角的差值絕對(duì)值
Θ-Θ」。在本例中，θ5與Θ的差值絕對(duì)值最小，因此選擇定向換能器#5發(fā)射通信信號(hào)。圖5是采用本發(fā)明的水聲通信網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點(diǎn)指向性示意圖。A、B、C、D為4個(gè)水聲通信節(jié)點(diǎn)。各節(jié)點(diǎn)裝有6個(gè)間隔60°且水平發(fā)射開(kāi)角為60°的定向換能器。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A要與·節(jié)點(diǎn)B通信時(shí)，根據(jù)兩節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算節(jié)點(diǎn)B所在方位，然后再根據(jù)羅盤數(shù)據(jù)選擇當(dāng)前覆蓋該方位的換能器進(jìn)行發(fā)射。由于節(jié)點(diǎn)D位于節(jié)點(diǎn)A發(fā)射波束之外，節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D的通信不會(huì)受到干擾，即相對(duì)于原全向發(fā)射時(shí)的情形，水聲信道得到了復(fù)用。如果節(jié)點(diǎn)采用N個(gè)定向發(fā)射換能器，每個(gè)發(fā)射換能器的水平開(kāi)角為(360/N) °，則在保持接收節(jié)點(diǎn)處信噪比相同的情況下，定向發(fā)射所需的功率近似為全向發(fā)射時(shí)的1/N。在本實(shí)施例中，N = 6，節(jié)點(diǎn)定向發(fā)射時(shí)的功率可以降為1/6，如果采用相同容量的電池，則節(jié)點(diǎn)有效工作時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的6倍。同吋，由于發(fā)射波束開(kāi)角降為全向發(fā)射時(shí)的1/6，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)造成干擾的概率也降低了 6倍。N的取值越大，帶來(lái)的好處越明顯，但是對(duì)于目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位和發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身方向的測(cè)量精度和穩(wěn)定性要求也越高，采用更多的定向換能器也會(huì)帶來(lái)成本的上升，因此實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)折衷考慮N的取值。需要說(shuō)明的是，以上介紹的本發(fā)明的實(shí)施方案而并非限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，任何對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的修改或者等同替代都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法，該方法用于實(shí)現(xiàn)采用錨定或吊放方式布放的水下通信節(jié)點(diǎn)通信信號(hào)的定向發(fā)射，包含 確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位的步驟，發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)其自身的位置信息及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息，確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方位； 選擇當(dāng)前指向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位的定向換能器進(jìn)行定向發(fā)射的步驟，所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)確定的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位及自身方向信息，選擇設(shè)置于其上的某ー合適的定向換能器向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)定向發(fā)射信號(hào)； 其中，所述位置信息用基于經(jīng)緯度的地理坐標(biāo)表示；所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位是從所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)與地理北極的射線起，順時(shí)針?lè)较蛑聊繕?biāo)節(jié)點(diǎn)射線的水平夾角；所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方向是從發(fā)射節(jié)點(diǎn)與地理北極的射線起，順時(shí)針?lè)较蛑涟l(fā)射節(jié)點(diǎn)上一設(shè)定參考直線的水平夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法，其特征在于，所述位置信息在布放時(shí)人工設(shè)定或在通信過(guò)程中測(cè)量得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法，其特征在于，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位根據(jù)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)采用幾何方法得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法，其特征在于，所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身方向利用安裝在發(fā)射節(jié)點(diǎn)上的羅盤傳感器測(cè)量并計(jì)算得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射方法，其特征在于，所述選擇某一合適的定向換能器進(jìn)行發(fā)射的步驟進(jìn)一歩包含如下步驟 根據(jù)發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身方向，以及其上各定向換能器的安裝角度計(jì)算各定向換能器聲福射面中心法線指向與所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位角的差值，選擇使該差值絕對(duì)值最小的那個(gè)定向換能器向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射通信信號(hào)。
6.一種用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射裝置，該裝置用于實(shí)現(xiàn)采用錨定或吊放方式布放的水下發(fā)射節(jié)點(diǎn)向水下目標(biāo)節(jié)點(diǎn)定向發(fā)射通信信號(hào)，包含用于存儲(chǔ)發(fā)射節(jié)點(diǎn)位置和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置信息的存儲(chǔ)單元，用于接受終端信號(hào)的接收單元，用于處理所述接收信號(hào)的信號(hào)處理單元和用于發(fā)射信號(hào)放大的功放単元，其特征在于，所述的裝置還包含 設(shè)置于發(fā)射節(jié)點(diǎn)上的若干個(gè)定向換能器，用于向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)定向地發(fā)射信號(hào)； 設(shè)置于發(fā)射節(jié)點(diǎn)上的羅盤傳感器，用于測(cè)量發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方向信息； 目標(biāo)方位計(jì)算單元，該單元依據(jù)所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身的位置信息和所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)和所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息，計(jì)算得到所述目標(biāo)相對(duì)于所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)的方位；和 發(fā)射換能器切換器/雙エ器，用于依據(jù)所述目標(biāo)相方位和發(fā)射節(jié)點(diǎn)自身方向，從所述若干個(gè)定向換能器選擇某一個(gè)合適的定向換能器向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射裝置，其特征在于，所述定向換能器可均勻或不均勻的設(shè)置于水聲通信節(jié)點(diǎn)殼體外圍，所述定向換能器聲輻射面向外，共同覆蓋水平360°范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射裝置，其特征在于，所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)可包含由透聲材料制作的外殼，所述定向換能器可設(shè)置于透聲殼體內(nèi)部，所述定向換能器聲輻射面向外，共同覆蓋水平360°范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射裝置，其特征在于，所述羅盤傳感器可設(shè)置于發(fā)射節(jié)點(diǎn)垂直中心線的延長(zhǎng)線上，位于節(jié)點(diǎn)主體結(jié)構(gòu)的頂部或底部。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射裝置，其特征在于，所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)可包含由非鐵磁性材料制作的外殼，所述羅盤傳感器可設(shè)置于該外殼殼體內(nèi)部節(jié)點(diǎn)垂直中心線上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于水下通信節(jié)點(diǎn)的定向發(fā)射裝置及方法，該方法用于錨定或吊放方式布放的水下通信節(jié)點(diǎn)通信信號(hào)的定向發(fā)射，包含確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位的步驟，發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)其自身的位置信息及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息，確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的方位；選擇當(dāng)前指向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位的定向換能器進(jìn)行發(fā)射的步驟，所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)確定的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位和自身當(dāng)前方向信息，選擇設(shè)置于其上的某一合適的定向換能器向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)。本發(fā)明還提供一種裝置，該裝置通過(guò)在水聲節(jié)點(diǎn)上安裝定向發(fā)射換能器以及羅盤傳感器，在發(fā)射通信信號(hào)前計(jì)算目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的方位，并測(cè)量節(jié)點(diǎn)自身的方向，然后選擇當(dāng)前覆蓋相應(yīng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方位的定向換能器進(jìn)行發(fā)射。
文檔編號(hào)H04B7/06GK102843174SQ20111016740
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者王永豐, 劉云濤, 張秋生 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所