Устройство подводной связи

Авторы патента:

H04B13/02 - системы связи, в которых передающей средой является земля или большие массы воды, например телеграфная связь с использованием в качестве передающей среды земли (линии проводной связи с использованием в качестве обратного провода земли или воды H04B 3/00)

Владельцы патента RU 2695318:

Общество с ограниченной ответственностью "ХайТэк" (RU)

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах связи с использованием поля ближней зоны действия антенны. Технический результат заключается в повышении дальности связи при использовании устройства в комбинированной среде воздух-вода, а также в повышении эксплуатационной универсальности устройства. Устройство подводной связи содержит соединенные между собой посредством связи антенну 1, подводный приемопередатчик 2, надводный приемопередатчик 3 с антенной, переключатель диапазонов 4, контроллер 5 и интерфейс пользователя 6. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах связи с использованием поля ближней зоны действия антенны.

Известна «Система односторонней подводной радиосвязи» [РФ №2618518 C1, Н04В 13/00, 04.05.2017], использующая канал связи в виде воздушной и водной среды, роль которой выполняет морская вода, содержащая первый и второй надводные объекты и подводный объект, первый надводный объект содержит соединенные последовательно источник сообщения, кодирующее устройство, модулятор, радиопередатчик и воздушную антенну, второй надводный объект содержит соединенные последовательно воздушную антенну, радиоприемное устройство, преобразователь, передатчик и водное антенное устройство, подводный объект содержит соединенные последовательно антенное устройство, радиоприемное устройство, декодирующее устройство и регистратор, у подводного объекта антенное устройство содержит антенну и входное устройство, отличающаяся тем, что у подводного объекта входное устройство содержит первую и вторую входные клеммы, выходную клемму и общую шину, первый конденсатор, у которого первый вывод соединен с первой входной клеммой, а второй вывод соединен с первыми выводами первого индуктивного элемента, второго и третьего конденсаторов, второй вывод первого индуктивного элемента посредством первого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод второго конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод третьего конденсатора соединен с первым входом дифференциального усилителя, ко второй входной клемме подключен первый вывод четвертого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами пятого и шестого конденсаторов и второго индуктивного элемента, второй вывод пятого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод второго индуктивного элемента посредством второго электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод шестого конденсатора соединен со вторым входом дифференциального усилителя, к первому выходу дифференциального усилителя подключен первый вывод седьмого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами восьмого и девятого конденсаторов и третьего индуктивного элемента, второй вывод восьмого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод третьего индуктивного элемента посредством третьего электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод девятого конденсатора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, ко второму выходу дифференциального усилителя подключен первый вывод десятого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами одиннадцатого и двенадцатого конденсаторов и четвертого индуктивного элемента, второй вывод одиннадцатого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод четвертого индуктивного элемента посредством четвертого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод двенадцатого конденсатора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, к выходу которого подключен первый вывод тринадцатого конденсатора, второй вывод которого соединен с первыми выводами четырнадцатого и пятнадцатого конденсаторов и пятого индуктивного элемента, второй вывод четырнадцатого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод пятого индуктивного элемента посредством пятого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод пятнадцатого конденсатора соединен с выходной клеммой устройства, при этом первый, второй, третий, четвертый и пятый индуктивные элементы выполнены по идентичным схемам обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит первый резистор, первый вывод которого является входом конвертора и подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, второй вывод первого резистора соединен с выходом второго операционного усилителя и первым выводом второго резистора, у которого второй вывод соединен с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а также с первым выводом третьего резистора, у которого второй вывод соединен с выходом первого операционного усилителя и первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и является выходом обобщенного конвертора.

Основными недостатками данной системы являются невозможность организации передачи сигнала в обратном направлении, а также применение электродных антенн, что ограничивает применение данного устройства лишь морской водой, в пресной воде электродная антенна будет работать значительно хуже, либо не будет работать вообще.

Наиболее близким аналогом является «Система подводной связи» [Патент US 8682244 В2, Н04В 13/02, 01.08.2013], в которой предусмотрена подводная система связи, которая передает электромагнитные и/или магнитные сигналы на удаленный приемник. Передатчик включает в себя ввод данных. Цифровой компрессор данных сжимает данные для передачи. Модулятор модулирует сжатые данные на несущий сигнал. Электрически изолированная антенна с магнитной связью передает сжатые модулированные сигналы. Приемник, который имеет электрически изолированную магнитную связанную антенну для приема сжатого, модулированного сигнала. Предусмотрен демодулятор для демодуляции сигнала для отображения сжатых данных. Демпрессор сжимает данные. Соответствующий человеческий интерфейс предоставляется для передачи переданных данных в текстовую/аудио/визуальную форму. Аналогично, система передачи содержит соответствующие механизмы аудио/визуального / текстового ввода.

Недостатком данной системы является низкая дальность связи при использовании устройства в комбинированной среде воздух-вода.

Технический результат заключается в повышении дальности связи при использовании устройства в комбинированной среде воздух-вода, а также в повышении эксплуатационной универсальности устройства.

Технический результат достигается тем, что в «Устройство подводной связи», содержащее подводную систему связи, состоящую из приемника, передатчика и антенны (дополнительно приемник и передатчик объединены в подводный приемопередатчик), введены соединенные между собой посредством связи надводный приемопередатчик с антенной, переключатель диапазонов, контроллер и интерфейс пользователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства подводной связи.

Устройство содержит антенну 1, подводный приемопередатчик 2 с антенной, надводный приемопередатчик 3 с антенной, переключатель диапазонов 4, контроллер 5 и интерфейс пользователя 6.

Устройство (Фиг. 1) содержит соединенные между собой посредством связи антенну 1, подводный приемопередатчик 2, надводный приемопередатчик 3 с антенной, переключатель диапазонов 4, контроллер 5 и интерфейс пользователя 6.

Устройство подводной связи работает следующим образом.

Известно, что для связи под водой используются специализированные системы связи, поскольку радиоволны плохо проникают в толщу воды, и это проникновение тем хуже, чем выше соленость воды. Выделяют несколько способов связи под водой: гидроакустика, оптическая связь, связь с использованием электромагнитных волн и с использованием магнитного поля. Каждый способ отличается своими достоинствами и недостатками. Связь с использованием поля ближней зоны действия антенны имеет следующие преимущества: малые задержки при передаче сигналов, возможность передавать данные с высокой скоростью на небольшие расстояния, малое влияние среды (шум воды и подводных объектов, мутность воды, термоклин, загрязнение оптических элементов) на канал связи. В силу указанных достоинств подводные системы связи с использованием магнитного поля получают свое развитие.

Наличие надводного приемопередатчика позволяет значительно увеличить дальность связи при использовании устройства подводной связи на воздухе, к примеру, при всплытии водолаза, а с помощью переключателя (учитывая, находится ли устройство подводной связи под водой или над водой) возможно переключить приемопередатчики (подводный и надводный). Кроме того, предусматривается возможность работы устройства в режиме междиапазонной ретрансляции, когда сигнал с воздушной среды попадает на надводный приемопередатчик, а подводный приемопередатчик ретранслирует этот сигнал в водную среду. Ретрансляция может происходить и в обратную сторону - из водной среды в воздушную. Подобная конфигурация устройства позволяет значительно увеличить дальность связи в комбинированной среде воздух-вода, повысить эксплуатационную универсальность устройства, поскольку в каждой точке связи используется одно и то же устройство.

Антенна 1 является рамочной и предназначена для передачи и приема сигналов под водой с использованием ближнего поля. Подводный приемопередатчик 2 передает и принимает сигналы от антенны 1, может использовать для работы низкие частоты до 1 МГц включительно, что позволяет магнитному полю антенны проникать в толщу воды. Приемопередатчик надводный 3 с антенной использует ОВЧ или УВЧ диапазон радиочастот для передачи сигналов над водой. Переключателем диапазонов 4 обеспечивается переключение приемопередатчиков в зависимости от того, где находится устройство подводной связи - на воздухе или в воде. Контроллер 5 обеспечивает взаимодействие составных частей устройства подводной связи, позволяет организовать ретрансляцию сигналов между приемопередатчиками в режиме реального времени. Интерфейс пользователя 6 обеспечивает взаимодействие пользователя и устройства подводной связи. Интерфейс 6 может быть выполнен в виде гарнитуры (для руки или встроенный в водолазную маску), текстового терминала или стандартного интерфейса, подключаемого к стандартному устройству ввода-вывода.

Таким образом, устройство обеспечивает повышение дальности связи при использовании устройства в комбинированной среде воздух-вода, а также повышение эксплуатационной универсальности устройства.

Устройство подводной связи, содержащее подводную систему связи, состоящую из приемника, передатчика и антенны, отличающееся тем, что приемник и передатчик объединены в подводный приемопередатчик и введены соединенные между собой посредством связи надводный приемопередатчик с антенной, переключатель диапазонов, контроллер и интерфейс пользователя.

Цель изобретения: обеспечение электромагнитной совместимости системы связи с РЭС, линиями электропередачи, кабельными линиями связи, инженерными сооружениями и создание условий экологической безопасности в районе размещения антенной системы радиостанции.

Способ двухсторонней дальней радиосвязи с подводным объектом // 2666904

Изобретение относится к дальней радиосвязи и может быть использовано при организации двухсторонней связи и навигации без всплытия погруженного в водную среду объекта, например, подводной лодки, с подводным, надводным, наземным, воздушным объектами и космическими аппаратами, в том числе при покрытии водной поверхности льдами.

Подводная система передачи данных с высокой пропускной способностью // 2660382

Группа изобретений относится к передаче данных между подводными объектами. Устройство для реализации способа осуществления сейсморазведки в водной среде, включает в себя: блок сейсмометра на дне океана (блок OBS), расположенный в водной среде для приема данных о подводной среде; модуль преобразования данных упомянутого блока OBS для преобразования данных о подводной среде в оптический сигнал с первым форматом, предназначенным для оптической передачи через водную среду; по меньшей мере одно из блока OBS и подводного транспортного средства для установления оптической линии связи через водную среду между блоком OBS и подводным транспортным средством, отделенным от блока OBS водной средой, и определения условия водной среды из измерения характеристики оптической линии связи; контроллер блока OBS для регулировки связанного с оптическим сигналом параметра на основании упомянутой характеристики водной среды; оптический передатчик блока OBS для передачи оптического сигнала по оптической линии связи на оптический приемник подводного транспортного средства, причем оптический сигнал имеет первый формат и параметр, отрегулированный блоком OBS на основании упомянутой характеристики водной среды.

Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами // 2659409

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для связи с глубокопогруженными и удаленными объектами в сверхнизкочастотном и крайненизкочастотном диапазонах.

Способ гидроакустической телефонной связи водолазов и устройство для его осуществления (варианты) // 2658477

Изобретение относится к технике подводной связи, в частности к средствам коммуникаций водолазов, и может быть использовано для связи водолазов при работе как между собой, так и с сопровождающим судном или береговым постом.

Способ управления подводным робототехническим комплексом по каналу связи // 2656825

Изобретение относится к области передачи радиосигналов для управления подводным робототехническим комплексом (ПРТК). Технический результат заключается в повышении надежности и стабильности канала связи для передачи радиосигналов.

Передающий комплекс связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами // 2653110

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технике связи сверхнизкочастного и крайненизкочастотного диапазона, и может быть использовано для передачи сигналов на глубокопогруженные и удаленные объекты.

Телеметрическая система мониторинга ствола скважины // 2646287

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для передачи информации между забоем и устьем, и может быть использовано для определения направления бурения скважин с горизонтальным участком, в том числе непосредственно в процессе бурения роторным способом.

Устройство передачи информации с подводной лодки бесконтактным методом // 2640577

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для передачи сообщений с подводной лодки, находящейся в погруженном состоянии. Технический результат состоит в передаче сообщений с подводной лодки бесконтактным методом.

Устройство сейсмической связи // 2622231

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для задач геокартирования в инженерной сейсморазведке. Предложена система сейсмической связи, содержащая сейсмические передатчики, расположенные в шахтной выработке, и сейсмический приемник, расположенный на поверхности Земли, включающий в себя N сейсмических датчиков, соответственно образующих антенную решетку, N усилителей и блок обработки сигналов.