简易水下通信系统
水下声学通信的工作原理与传输技术

水下声学通信的工作原理与传输技术水下声学通信是指利用声波在水下传播信息的一种通信方式。
由于水的密度大,声波在水中的传播速度快,而且水对电磁波的衰减也较小,因此水下声学通信在海洋勘探、海底资源开发、水下机器人等领域具有广泛的应用前景。
本文将从工作原理和传输技术两个方面介绍水下声学通信的相关知识。
一、工作原理水下声学通信的工作原理是利用发射声源产生的声波信号,在水中传播,并通过接收装置接收信号进行解码。
其基本原理可以分为以下几个部分:1. 发射和接收装置:水下声学通信系统中的发射和接收装置是实现信息传输的关键。
发射装置通常包括声源、调制器和发射器,用于将待传输的信号转换为相应的声波信号,并通过水中传播。
接收装置包括接收器和解调器,用于接收并解码传输过来的声波信号。
2. 声波信号的编码与解码:为了实现信息的传输,需要对待传输的信号进行编码和解码。
常用的编码方式有频率移键(FSK)、相位移键(PSK)和振幅移键(ASK)等。
在接收端,需要相应的解码器解码接收到的信号,恢复出原始的信息。
3. 信道传输特性:水下信道的传输特性会对声波信号的传播造成影响。
水中存在多路径传播、多次反射和散射等现象,导致信号的传播路径复杂,容易产生多径干扰和衰减。
因此,在设计水下声学通信系统时需要考虑这些传输特性,采用合适的调制方式和信号处理算法来提高通信的可靠性。
二、传输技术针对水下声学通信的特点和需求,研究者们提出了许多传输技术和方法,以提高通信的可靠性和传输速率。
以下是目前常用的几种水下声学通信传输技术:1. 单载波调制技术:单载波调制技术是水下声学通信中最基础的一种传输技术。
它利用单一的频率进行调制和解调,具有简单、易实现的特点,但传输速率较低。
2. 多载波调制技术:多载波调制技术是在单载波调制技术的基础上发展起来的一种传输技术。
它将待传输的信号分成多个子信号进行调制,通过多个载波同时传输,从而提高传输速率和抗干扰能力。
水下无线通信系统的设计与性能分析

水下无线通信系统的设计与性能分析随着科技的不断发展,水下无线通信系统在海洋工程、海洋资源勘探、军事等领域的应用越来越广泛。
本文将对水下无线通信系统的设计原理及其性能进行分析。
一、水下无线通信系统的设计原理1. 调制方式:水下无线通信中,由于水的特殊性质,常用的无线通信调制方式并不适用。
通常采用的调制方式有频移键控(FSK)和正交频分多址(OFDM)等。
这些调制方式能够克服水下的多路径传播和海洋环境噪声对信号的干扰。
2. 传输技术:为了提高水下无线通信的传输距离和速率,可以采用声波、电磁波以及光学技术。
声波传输适用于短距离通信,如水下无人机遥控。
而电磁波和光学技术适用于中长距离通信,如深海资源勘探。
3. 路由算法:水下无线通信中,由于水下环境的复杂性,传统的路由算法不再适用。
因此,设计水下无线通信系统时需要考虑到水下环境的特殊性。
一种常用的水下路由算法是基于地理位置的路由算法,通过节点之间的位置信息进行通信路径选择。
4. 多径传播影响:水下环境中,存在多径传播现象,即信号由于反射、折射等原因,到达接收节点的路径不止一条。
这会导致信号衰减和传播时间延迟,影响通信性能。
为了克服多径传播的影响,可以采用等化器、自适应调制等技术。
二、水下无线通信系统的性能分析1. 传输距离:水下无线通信的传输距离受到水下环境的影响,如水的吸收、散射和衰减等。
一般来说,声波传输距离较短,约为几百米至几公里;而电磁波和光学技术可以实现更远的传输距离,甚至达到数十公里。
2. 传输速率:水下无线通信的传输速率受到信道带宽和噪声等因素的影响。
在频谱资源有限的情况下,可以通过高效的调制和编码技术来提高传输速率。
此外,还可以采用多天线技术和波束成形技术来增加信道容量,提高传输速率。
3. 抗干扰性能:水下环境中存在各种噪声和干扰源,如水声噪声、海洋生物的声音等。
设计水下无线通信系统时需要考虑到这些干扰源对信号的影响,并采取相应的抗干扰技术,如扩频技术和自适应信号处理技术。
水声通信原理

水声通信原理水声通信是一种利用水介质传输信息的通信方式,它在海洋科学、海洋资源勘探、水下探测等领域有着广泛的应用。
水声通信利用水的传导性能,通过声波在水中的传播来进行信息传输,具有传输距离远、传输速度快、抗干扰能力强等优点。
本文将介绍水声通信的原理及其相关知识。
1. 声波在水中的传播特性。
声波是一种机械波,它需要介质来传播。
在水中,声波的传播速度约为1500米/秒,这个速度比空气中的声速要快得多。
由于水的密度大、分子间的相互作用力强,声波在水中的传播距离也更远。
另外,水中的声波传播还受到水温、盐度、压力等因素的影响。
2. 水声通信系统的组成。
水声通信系统通常由发射器、接收器和信号处理器组成。
发射器将电信号转换为声波信号,并将其传播到水中;接收器接收水中的声波信号,并将其转换为电信号;信号处理器用于对接收到的信号进行处理和解码,以获取所需的信息。
3. 水声通信的应用。
水声通信在海洋科学研究中有着重要的应用,比如海洋动力学、海洋地质学、海洋生物学等领域;在海洋资源勘探中,水声通信可以用于声纳探测、声呐定位等;在水下探测领域,水声通信可以用于水下声呐、水下通信等方面。
此外,水声通信还被广泛应用于水下定位、水下导航、水下通信等方面。
4. 水声通信的发展趋势。
随着科学技术的不断发展,水声通信技术也在不断进步。
未来,人们将更加关注水声通信系统的节能性能、抗干扰能力、传输速度等方面的提升,以满足更广泛的应用需求。
同时,水声通信系统的智能化、自适应性也将成为发展的重点方向。
总结。
水声通信作为一种重要的通信方式,其原理和应用具有重要的科学研究和实际应用价值。
通过对水声通信的传播特性、系统组成、应用领域和发展趋势的介绍,我们可以更好地了解水声通信技术,并为其未来的发展提供一定的参考。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。
水下声纳通信系统设计与性能优化

水下声纳通信系统设计与性能优化水下声纳通信系统是一种在水下环境中进行声音传输和接收的系统。
它被广泛应用于海洋科研、海洋勘探、军事侦察等领域。
本文将探讨水下声纳通信系统的设计原理和性能优化方法。
首先,水下声纳通信系统的设计需要考虑水下环境的特殊性。
水的密度较大,声波在水中传播的速度较快,信号传输的损耗较小,但由于水下环境中存在的噪声干扰较大,信号的传输距离受限。
因此,在设计水下声纳通信系统时,需要选择合适的声源和接收器,以及优化传输信号的编码和解码算法。
其次,性能优化是水下声纳通信系统设计中的重要环节。
在性能优化方面,有以下几个方面需要考虑:1. 信号调制与解调技术信号调制与解调技术是水下声纳通信系统中的重要环节。
常用的调制技术包括频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、正交频分复用(OFDM)等。
这些调制技术可以提高系统的抗干扰性能和传输速率。
2. 传输功率与距离优化传输功率与距离优化是影响水下声纳通信系统性能的重要因素。
合理选择传输功率和距离可以提高信号传输的可靠性和覆盖范围。
传输功率过大会导致能量消耗过快,传输距离过长则会增加信号传输的衰减和噪声干扰。
3. 自适应均衡技术在水下环境中,信号的传输容易受到多径传播、散射衰减等因素的影响,导致信号失真和干扰。
自适应均衡技术可以通过对信号进行均衡处理,提高信号传输的质量和可靠性。
常见的自适应均衡技术包括时域均衡(TDE)和频域均衡(FDE)等。
4. 码型和前向纠错技术码型和前向纠错技术可以提高系统的抗干扰性能和容错能力。
通过使用合适的编码算法,可以减小信号传输过程中的误码率,提高数据的可靠性和完整性。
常用的编码算法包括卷积码、纠错码等。
5. 信道估计与跟踪信道估计与跟踪是水下声纳通信系统中的关键环节。
由于水下环境的复杂性,信号在传输过程中会受到多种干扰和衰减。
准确估计信道特性并跟踪信道的变化,可以提高系统的抗噪性和传输效率。
综上所述,水下声纳通信系统的设计和性能优化是一个复杂而关键的任务。
水下通信资料

水下通信水下通信是指在水下环境中进行信息传输和交流的技术和方法。
随着人类深入探索海洋的步伐不断加快,水下通信作为一项重要的技术,在海洋科学研究、海洋资源开发、沿海防务等领域发挥着至关重要的作用。
本文将介绍水下通信的基本原理、应用领域以及面临的挑战和未来发展方向。
水下通信的基本原理水下通信的基本原理与地面通信有所不同,主要受到水下环境中声波和电磁波传播特性的影响。
声波是水下通信主要的传输介质,因为在水中传播距离远、损耗小、抗干扰能力强。
通常使用声纳或声波模块进行水下通信。
另外,也可利用电磁波,但其传输距离较短、受水质影响较大。
水下通信的应用领域海洋科学研究在海洋科学研究中,水下通信技术被广泛应用于海底地质勘探、海洋生物研究、海洋环境监测等领域。
科学家们利用水下通信技术获取大量海洋数据,促进了对海洋深层结构、水文气候等方面的深入了解。
海洋资源开发水下通信技术也在海洋资源开发中发挥着重要作用,如海底油气勘探开采、海底矿产勘探等。
利用水下通信技术,可以实现对海底资源的实时监测和控制,提高资源开发效率和安全性。
沿海防务水下通信技术在军事领域的应用日益重要,例如水下声呐系统、水下通信网络等,可以有效提升海上作战的指挥控制能力和情报交换效率,保障国家沿海安全。
水下通信面临的挑战和未来发展方向水下通信技术虽然在一些领域取得了显著进展,但仍存在许多挑战,如传输距离受限、通信速率较低、抗干扰能力不足等。
未来,水下通信技术有望在以下方面得到进一步完善:•提高传输距离和速率,改善水下通信的覆盖范围和传输效率;•加强抗干扰能力,提高水下通信系统的稳定性和可靠性;•发展多元化的水下通信技术,如光学通信、卫星通信等,满足不同应用需求。
总的来说,水下通信作为一项关键的海洋技术,对于加强海洋科学研究、海洋资源开发和沿海防务具有重要意义。
随着技术的不断创新和发展,相信水下通信技术将迎来更加美好的未来。
水下通信原理

水下通信原理水下通信原理是指通过水下介质传输信息的技术原理。
水下通信在海洋科学、海洋资源开发、军事防御等领域具有重要应用价值。
本文将从水下通信的基本原理、技术手段以及应用领域等方面进行介绍,以便读者对水下通信有一个全面的了解。
水下通信的基本原理是利用水下介质传播信号。
水下介质对电磁波的传播有很大影响,因此水下通信主要采用声波、电磁波以及光波等方式进行传输。
其中,声波通信是最常用的一种方式。
声波在水中传播速度较快,传播距离较远,而且对水下环境的影响较小。
因此,水下声波通信成为了主要的水下通信技术。
水下声波通信主要依靠声纳技术进行数据传输。
声纳是一种利用声波进行探测和通信的技术。
它通过发射声波信号并接收回波信号来实现信息的传递。
在水下通信中,通信双方分别安装声纳设备,通过声波信号的发射和接收来进行沟通。
发送方将待传输的信息转化为声波信号并发射出去,接收方接收到声波信号后将其转化为可读的信息。
除了声波通信外,水下通信还可以采用电磁波和光波进行传输。
电磁波通信是利用电磁波在水下介质中的传播特性来实现信息传输的技术。
电磁波通信具有传输速度快、带宽大等优点,但对水下环境的影响较大。
光波通信是利用光的传输特性进行信息传输的技术。
光波通信的传输速度非常快,带宽也很大,但对水下环境的要求较高。
水下通信技术在海洋科学研究中有着广泛的应用。
科学家们可以利用水下通信技术对海洋中的生物、地质、化学等信息进行探测和研究。
水下通信技术在海洋资源开发中也起到了重要的作用。
海洋中蕴藏着丰富的石油、天然气等资源,通过水下通信技术可以实现对这些资源的开发和利用。
此外,水下通信技术还在军事防御领域有着重要的应用。
军方可以利用水下通信技术进行水下作战、侦查等任务。
水下通信是一项具有重要应用价值的技术。
通过声波、电磁波和光波等方式进行传输,实现了在水下环境中的信息交流。
水下通信技术在海洋科学、海洋资源开发、军事防御等领域具有广泛的应用前景。
水下通信原理

水下通信原理一、水下通信的概述水下通信是指在水下环境中进行信息传递的技术和方法。
由于水的高密度和复杂的传播环境,水下通信具有一些特殊的挑战和限制。
本文将深入探讨水下通信的原理和相关技术。
二、水下通信的挑战水下通信面临以下挑战: 1. 信号衰减:水下环境中,信号会因为水的吸收、散射和多径效应而衰减,导致通信距离受限。
2. 多径传播:水下环境中,信号会经历多次反射、折射和散射,导致信号多径传播,造成信号失真和干扰。
3. 噪声干扰:水下环境中,存在来自水流、生物声、船舶等的噪声干扰,影响通信质量。
4. 带宽限制:水下通信的带宽受限,无线电频谱资源有限,需要合理利用。
三、水下通信的原理水下通信可以采用以下原理: ### 1. 声波传播声波是水下通信中最常用的传播介质。
声波的频率范围广泛,可以传播较远的距离。
水下声波通信主要分为两种模式:自由空间传播和声线传播。
#### 1.1 自由空间传播自由空间传播是指声波在水下自由传播,没有接收器或发射器的物体。
这种传播方式通常用于声纳和水下定位等应用。
#### 1.2 声线传播声线传播是指利用水下声源和接收器进行通信。
声线通信可以使用单一频率或多频率技术,通过调制解调技术实现信息传递。
2. 光波传播光波传播是指利用光波在水下传播信息。
光波传播具有高速、大带宽和抗干扰能力强的特点,但受到水的吸收和散射的影响较大。
光波通信可以采用激光通信和LED通信等技术。
3. 电磁波传播电磁波传播是指利用电磁波在水下传播信息。
电磁波通信可以采用无线电频段的电磁波,但由于水的吸收和散射,电磁波在水下的传播距离较短。
四、水下通信技术为了克服水下通信的挑战,人们发展了一系列水下通信技术: ### 1. 调制解调技术调制解调技术是将信息信号转换为适合传输的信号,并在接收端将其恢复为原始信号。
常用的调制解调技术包括频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和正交频分复用(OFDM)等。
水下通信原理

水下通信原理水下通信原理是指在水下环境中进行信息传输的一种技术。
由于水的密度和折射率与空气不同,水下通信相比陆地或空中通信存在许多独特的挑战和限制。
本文将从水下通信的基本原理、技术应用及其未来发展等方面进行阐述。
水下通信的基本原理是利用声、电、光等信号进行传输。
其中,声波是一种最常用的传输媒介。
在水下环境中,声波的传播速度比空气中的声波要快得多,约为1500米/秒。
因此,水下通信系统通常利用声波进行信息传输。
传统的水下声通信系统采用声纳技术,即利用声波的回声来获取目标信息。
这种技术在军事、海洋研究以及海底油气勘探等领域有着广泛的应用。
除了声波通信外,水下通信还可以利用电磁波进行传输。
电磁波在水下的传播速度比空气中的要慢得多,约为3×10^8米/秒。
因此,水下电磁波通信系统需要考虑信号的衰减和散射等问题。
此外,由于水的导电性较强,水下电磁波通信系统还需要解决电磁波在水中的传播损耗和干扰等问题。
近年来,光纤通信技术的发展为水下光通信提供了新的解决方案。
光纤通信系统利用光的全反射原理,在光纤中传输信号。
水下光通信系统利用光纤作为传输媒介,可以实现高速、大容量的数据传输。
然而,由于水的吸收和散射等问题,水下光通信系统的传输距离和速率仍然存在一定的限制。
水下通信技术在海洋资源开发、海底地震监测、海底遗迹勘探等领域都有重要的应用。
例如,在海洋石油勘探中,水下通信系统可以实现海底油井的监测和控制。
在海底地震监测中,水下通信系统可以传输地震传感器采集到的数据。
此外,水下通信技术还被应用于水下机器人、海底网络和海底观光等领域。
尽管水下通信技术取得了一定的进展,但仍存在许多挑战和难题需要解决。
例如,水下通信系统需要克服水的吸收和散射引起的信号衰减和失真问题。
此外,水下通信系统还需要应对海洋环境的复杂性和不确定性,如水流、盐度和温度的变化等。
因此,未来的研究重点将是开发更高效、稳定和可靠的水下通信技术。
水下通信原理是利用声、电、光等信号进行信息传输的一种技术。
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简易水下无线通信系统指导教师:黄根春张望先周立青队员及年级:谭潇雄 2006级方阁 2006级刘利子 2006级学校及院系:武汉大学电子信息学院摘要:本系统以超低功耗单片机MSP430F449为控制核心,采用无线和红外通信方式,实现了水下无线通信。
整个系统由陆基单元、电机单元和潜艇航模三部分组成。
其中,陆基单元以ASK调制方式实现与潜艇航模的无线通信;潜艇航模以线圈接收信号并解码,然后通过红外通信将数据转发给电机控制单元;电机单元接收红外信号后通过控制电机来实现潜艇航模上浮、下潜。
系统实现了天线与水面距离3米时,对潜艇航模的各种运动方式的控制。
同时,潜艇航模上浮、下潜在指定的水深处时,距离误差、时间误差和速度误差均满足设计要求。
整个系统操作简单,功能齐全。
Abstract:The system uses the ultra-low power MSP430F449 MCU as the control core, and uses the infrared and wireless communication, achieving a simple underwater wireless communication. The entire system consists of 3 parts,the land-based unit, the electrical unit and the submarine model. The land-based unit uses the ASK modulation to achieve wireless communication with the submarine model. The submarine model receives and decodes signals, then communicates with model unit via infrared light waves .The motor unit receives the infrared signals and keeps the floating and diving of the submarine model by controlling the suspension. The system realizes the controlling of the submarine model to achieve various forms of movement when the antenna is 3 meters above the water. The distance error, time error and speed error all meet the requirements .The whole system operates simply and functions well.1 方案设计1.1 理论分析整个系统由陆基单元、潜艇航模、电机单元组成。
其中,陆基单元以ASK调制方式,将控制信号调制在507KHz的载波上,经过后级功率放大后发送至天线;潜艇航模通过线圈接收信号,经放大、检波、整形后再送至PT2272解码,解码信号经单片机处理后发送至红外发射模块;电机单元接收红外信号并解码,以此控制电机工作。
各个部分的理论分析如下:1.1.1 陆基单元发射电路分析陆基部分发射信号时,工作频率为507KHz,则电磁波波长为591.7m。
设计要求天线长度为10m,远小于波长λ的1/4即147.9m,因此在传输过程中信号衰减很大。
为增大天线发射功率,一般采用高效率的丙类放大电路对信号进行功率放大。
对于ASK调制信号,采用较好的解调方法时,幅度要求不高,经过匹配网络后直接与L形天线相连。
1.1.2潜艇航模接收电路分析接收端天线采用磁棒天线,并在其线圈上并联一个电容构成谐振频率为507KHz的LC振荡回路,以达到最好的接收效果。
经实测其线圈电感值L=11.7uF,由得并联电容C=8.4nF。
接收信号经过放大,再进行检波整形可得到数字信号。
1.1.3电机单元步进电机转动时,在反向电动势作用下,相电流会随频率的增大而减小,从而导致力矩下降,甚至出现失步现象。
一般步进电机的精度为步进角的3~5%,而且误差不会随着电机的转动累积,使用三相六拍工作方式时,误差能达到2%以内,满足设计要求。
1.2 器件选择1.2.1单片机的选择及介绍由于潜艇航模在水下工作,只能采用电池供电方式,为满足设计要求,系统设计时采用TI公司的低功耗单片机MSP430F449,并充分利用其丰富的外设,以简化外部电路。
MSP430F449有非常广泛的应用,其主要特点如下:功耗超低、处理能力强大、系统工作稳定、外设资源丰富、调试功能方便、代码保护能力强。
具体介绍如下: MSP430F449的端口P1-P6可以直接用于输入输出,以实现多功能复用。
每个I/O口位都可以通过编程寄存器进行独立设置,允许任意组合输入、输出。
其中,P1、P2 口除了支持输入输出以外,还支持硬件中断。
MSP430F449单片机的时钟模块包括高速晶体振荡器、低速晶体振荡器、数字控制振荡器、锁频环FLL及锁频环增强版本FLL+等部分,可任意设置系统时钟,适合各种应用场合。
MSP430F449定时器资源丰富,除了实现基本定时功能外,看门狗定时器可在程序发送错误时实现一个受控的系统重启,基本定时器支持软件和各种外围模块工作在低频低功耗条件下,定时器A支持同时进行的多种时序控制和多个捕获/比较功能。
1.2.2 功放芯片的选择及介绍系统设计时调制方式采用ASK调制方式,调制信号经过功放级将信号放大后再发射。
功率放大芯片采用的是TI公司的大电流反馈型运放OPA561,其最大输出电压峰峰值为12V,最大输出电流可达1.2A,在通信系统中主要应用在对载波信号的放大。
OPA561带有热关断功能,当芯片电流过大温度过高的时候可以自动切断输出以达到自我保护的目的。
该芯片输出电流较大,使用时要注意加上散热片,焊接的时候要把芯片底部金属板焊在转接板上并与散热片相连易于热量的散出。
1.2.3 整形芯片的选择及介绍ASK 调制信号解调时,采用检波整形的方法以得到数字信号。
系统设计时采用了TI 公司的双路比较器TLC372。
TLC372是一款低功耗比较器,其供电电压范围为2V 到18V ,最快反应时间可达200ns ,典型输入阻抗高达1012Ω,因而无需任何输入缓冲级。
其内部采用漏极开路输出形式,可为输出提供一个缓冲的低阻抗输出,极低的输入失调电压电流使得转换波形输出时噪声很小。
1.3 设计方案论证1.3.1 编码解码方式的选择方案一:采用单片机编码解码组成无线通信系统,用串口通信方式实现潜艇航模与陆基单元通信。
方框图如下所示:图1.1 无线通信方案一方框图系统组成简单,成本低,但采用单片机异步串口通信方式误码率较高。
方案二:采用编解码芯片PT2262与PT2272组成无线通信系统,PT2262接收单片机的按键码制后对其编码并通过天线发射,接收天线接收信号后输入到PT2272解码。
方框图如下所示:图1.2 无线通信方案二方框图系统功耗小,虽然通信信道容量不大,但数据传输的可靠性增加。
综合考虑以上两种方案并结合题目要求,决定采用方案二进行编码解码。
1.3.2 工作信号产生方法的选择方案一:采用直接数字频率合成(DDS)技术产生。
DDS的基本工作原理是:每个参考频率上升沿到来时,相位累加器的值便按照频率控制字K的长度增加一次,所得的相位值被输出至正弦查找表,查找表将相位信息转化为相应的正弦幅度值,经D/A转换和幅度控制,再滤波就得到所需波形。
DDS具有相对频带宽、频率转换时间短、频率分辨率高等优点,信号频率范围覆盖低频和高频,便于单片机控制。
但D/A的输出信号呈阶梯状,需经过一级滤波以得到平滑曲线。
这样对D/A和运放的要求较高,使得电路复杂。
方案二:利用MSP430F449内部定时器A输出PWM。
该定时器分为计数器部分,捕获/比较器部分及输出单元。
其中,计数器部分有4种工作模式,可通过软件选择灵活地完成定时/计数功能;捕获/比较器用于捕获事件发生的时间和产生时间间隔,每个的结构完全相同,相互之间的工作完全独立;输出单元具有可选的8种输出模式,用于产生需要的输出信号。
设计时使定时器A的计数器工作在增计数方式,输出采用输出模式7,再利用捕获/比较寄存器0控制PWM波形的周期。
输出信号再经LC回路滤除高次谐波,频率精确,波形稳定,无需外加芯片,容易实现。
综合比较以上两种方式,决定采用方案二产生工作信号。
1.3.3 调制方式的选择方案一:采用AM调制体系,即载波信号与调制信号在AM调制器中进行幅度调制,使其振幅按调制信号规律变化。
功放级再将调制后的信号的功率放大到所需发射的功率,然后经天线发射出去。
但该调制方式抗干扰能力差,且调制解调电路复杂。
方案二:采用FM调制体系,即载波信号与调制信号在FM调制器中进行频率调制,使调制后的载波频率与调制信号成线性关系。
此调制方式由三部分组成,即频率合成器、音频处理器和FM波的缓冲放大器。
该调制方式发送功率大,抗干扰能力强,但调制解调电路复杂。
方案三:采用ASK调制体系,即利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。
此调制方式可由模拟调制法和键控法实现,调制解调电路简单,功耗较低,需用功放级将调制后的信号的功率放大到所需发射的功率,然后经天线发射出去。
综合考虑,选用方案三即使用ASK调制体系。
2 系统实现2.1 硬件设计2.1.1 整体电路框图系统的总体框图如下:图2.1 系统整体框图2.1.2 各个功能模块设计(1)陆基单元主要由调制部分和功放部分组成,实现编码信号的调制和发射。
A、调制部分陆基单元以PT2262的编码输出控制模拟开关CD4051的通断,从而实现ASK调制。
设计时将CD4051的地址线B、C接地,A 接PT2262的输出,以此进行通道的选择,而通道0和1则分别接地和载波信号的输入。
具体电路如下:图2.2 PT2262调制电路B、功放部分为增大天线的发射功率,采用两级放大。
前级放大使用电流反馈型放大器OPA561以驱动后级,后级功放采用丙类谐振功放,以提高发射功率和效率。
具体电路如下:图2.3 功放电路(2)潜艇航模主要由接收放大部分、解调部分和红外发射部分电路组成,实现编码信号的解调和发射。
A、接收放大部分接收部分采用收音机套件里面的磁棒线圈当作接收天线。
当线圈与天线的距离加大到3米时,线圈上接收到的信号峰峰值只有10mV左右,需要经过放大之后才能进行解调。