用于小型設(shè)備的低成本水下無(wú)線光通信裝置.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)后對(duì)于海洋研究和開(kāi)發(fā)的力度越來(lái)越大，對(duì)于水下配套技術(shù)的要求也隨之“水漲船高”。水下和陸上環(huán)境的差異，使得很多陸地上成熟的技術(shù)在水底無(wú)法應(yīng)用。水下通信是海洋和水下開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)重要技術(shù)，相對(duì)于陸地與空間通信而言，水下通信主要是在淡水、海水中的通信。現(xiàn)有技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)陸地、空間中的自由通信，但實(shí)現(xiàn)水下自由通信還是比較困難的。傳統(tǒng)的水下通信方式分為有線通信和無(wú)線通信兩種，水下有線通信可以通過(guò)鋪設(shè)海底線纜來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于電磁波在水中有很大的衰

2、減，所以在陸上廣泛使用的電磁波通信，在水下應(yīng)用中受到限制。水下無(wú)線通信主要是指水聲通信技術(shù)，是目前水下目標(biāo)間無(wú)線通信的最成熟技術(shù)。但聲波在水中衰減很大，而且衰減與聲波頻率的平方成正比。因此，水聲通信技術(shù)傳播速度慢，聲學(xué)設(shè)備體積大，成本高，無(wú)法滿足水下通信應(yīng)用中對(duì)于小體積和低成本的要求。
　　 本文在分析了當(dāng)前水下通信技術(shù)的現(xiàn)狀和先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用藍(lán)綠光在水中的良好透過(guò)性，設(shè)計(jì)了一種低成本的無(wú)線光通信裝置。無(wú)線光通信與傳統(tǒng)通信

3、方式相比，具有容量大，帶寬高，傳輸速率快，體積重量小，安全、保密性好和成本低的特點(diǎn)。
　　 本文的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外水下通信的技術(shù)手段和發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足進(jìn)行闡述。
　　 (2)研究了水的光學(xué)特性，具體分析了綠光在固定指標(biāo)參數(shù)水中的傳輸特性?？紤]到光束擴(kuò)展損耗和光學(xué)損耗，提出了水下光學(xué)信道的傳輸效應(yīng)和通信鏈路模型。
　　 (3)完成了用于水下小型設(shè)備的低成本水下無(wú)

4、線光通信裝置的設(shè)計(jì)，裝置包括綠光光源，光調(diào)制驅(qū)動(dòng)單元，主控和顯示單元，光電二極管，以及光電轉(zhuǎn)換單元。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)水下中、近距離的高速信息傳輸。
　　 本文的主要特色或創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 (1)結(jié)合空間無(wú)線激光通信技術(shù)和現(xiàn)有水下通信方法，提出了一種用于水下近距離信息傳輸?shù)臒o(wú)線光通信技術(shù)。
　　 (2)所設(shè)計(jì)的低成本無(wú)線光通信裝置，具有成本低、體積小、相比于傳統(tǒng)水下聲學(xué)通信裝置帶寬高、功耗小等優(yōu)點(diǎn)，適用于水下環(huán)境中