本發(fā)明涉及長(zhǎng)波發(fā)信領(lǐng)域，特別是一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

長(zhǎng)波通信是指利用波長(zhǎng)為1km-10km的無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行通信的一種手段，對(duì)應(yīng)的頻率為30kHz-300kHz，又稱(chēng)為低頻通信。其最大的特點(diǎn)是電波傳播比較穩(wěn)定，傳播衰減較小，可以較小的損耗深入海水和地下，可廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)洋通信、地下通信及地質(zhì)勘探等?，F(xiàn)有的對(duì)潛通信以岸基長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)為主?，F(xiàn)有岸基長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)規(guī)模龐大，建設(shè)周期長(zhǎng)，耗資巨大，數(shù)量少且很難隱蔽，結(jié)構(gòu)脆弱，遭到破壞短期內(nèi)難以修復(fù)，頑存性能較差；改善頑存性能的途徑有4種：隱蔽、堅(jiān)固抗硬打擊、機(jī)動(dòng)、數(shù)量。無(wú)線(xiàn)電發(fā)信系統(tǒng)需對(duì)外輻射電磁信號(hào)，無(wú)法采取隱蔽和堅(jiān)固的方式實(shí)現(xiàn)頑存。因此，對(duì)潛發(fā)信系統(tǒng)只能依靠機(jī)動(dòng)能力和發(fā)信系統(tǒng)數(shù)量實(shí)現(xiàn)頑存能力，必須發(fā)展具有機(jī)動(dòng)能力和成本低廉適合大量裝備的對(duì)潛發(fā)信系統(tǒng)。

另一方面，從戰(zhàn)術(shù)通信出發(fā)，由于缺乏海上編隊(duì)對(duì)潛航潛艇直接有效的指揮手段，導(dǎo)致編隊(duì)與潛艇的協(xié)同無(wú)法真正實(shí)施。潛艇編配水面艦艇編隊(duì)與之協(xié)同時(shí)，艦艇編隊(duì)一般通過(guò)岸臺(tái)轉(zhuǎn)信，但是存在指揮環(huán)節(jié)多、會(huì)約束潛艇機(jī)動(dòng)、岸臺(tái)需長(zhǎng)時(shí)間備勤、裝備消耗大等缺點(diǎn)，造成實(shí)時(shí)發(fā)信困難。同時(shí)，若編隊(duì)對(duì)潛指揮通過(guò)岸臺(tái)轉(zhuǎn)信，則存在時(shí)效性低、深度有限、遠(yuǎn)洋海域無(wú)法保障等問(wèn)題，且占用了有限的通信資源，因此，編隊(duì)需具備對(duì)協(xié)同活動(dòng)的潛艇直接實(shí)時(shí)發(fā)信的手段。綜上所述，有必要對(duì)現(xiàn)有長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)的頑存性能差、實(shí)時(shí)性低、輻射效率低、發(fā)生電暈、水面艦艇缺乏可攜行的對(duì)潛發(fā)信手段等難題，提供一種能改善以上性能的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)，該空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)包括：空中平臺(tái)、吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)、天線(xiàn)，其中空中平臺(tái)與吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)的一端相連，吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)的另一端與天線(xiàn)相連；吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)包括控制單元、長(zhǎng)波功放單元、收放卷?yè)P(yáng)裝置、供電裝置，其中供電裝置通過(guò)供電導(dǎo)線(xiàn)分別與長(zhǎng)波功放單元、控制單元、收放卷?yè)P(yáng)裝置相連，控制單元通過(guò)信號(hào)控制線(xiàn)分別與供電裝置、收放卷?yè)P(yáng)裝置、長(zhǎng)波功放單元相連；天線(xiàn)包括饋線(xiàn)、天線(xiàn)體、加強(qiáng)繩、絕緣子、浸水電極，其中饋線(xiàn)的一端與長(zhǎng)波功放單元連接，饋線(xiàn)的另一端與天線(xiàn)體的一端連接，天線(xiàn)體的另一端與絕緣子的一端相連，絕緣子的另一端與浸水電極相連，加強(qiáng)繩的一端與收放卷?yè)P(yáng)裝置連接，加強(qiáng)繩的另一端與浸水電極連接。

在上述空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)：空中平臺(tái)具有較好的機(jī)動(dòng)性能。吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)中的控制單元負(fù)責(zé)將待發(fā)射的報(bào)文信號(hào)輸送給長(zhǎng)波功放單元并控制長(zhǎng)波功放單元的開(kāi)啟、關(guān)閉、調(diào)諧、匹配等工作狀態(tài)等要素使其完成發(fā)信任務(wù)；同時(shí)，控制單元還完成對(duì)天線(xiàn)收放卷?yè)P(yáng)裝置的控制，使天線(xiàn)在發(fā)信開(kāi)始前釋放并在發(fā)信完成后回收。供電裝置負(fù)責(zé)向控制單元、長(zhǎng)波功放單元、收放卷?yè)P(yáng)裝置等部分供電。長(zhǎng)波功放單元除具備長(zhǎng)波功率放大功能之外，還具備輸出信號(hào)的調(diào)諧和匹配功能。天線(xiàn)中的饋線(xiàn)主要起傳輸長(zhǎng)波射頻信號(hào)作用，天線(xiàn)體主要起輻射作用，長(zhǎng)波天線(xiàn)往往工作在高電壓、大電流狀態(tài)，易發(fā)生電暈。使用絕緣子，防止發(fā)生電暈，浸水電極具有末端穩(wěn)定、保持天線(xiàn)垂直的功能，同時(shí)浸水電極能夠進(jìn)入海水，與海水導(dǎo)電連接，起到減小天線(xiàn)電抗，進(jìn)而提升天線(xiàn)的有效高度。天線(xiàn)與空中平臺(tái)吊載的吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)中的收放卷?yè)P(yáng)裝置連接，隨著空中平臺(tái)高度的增加，天線(xiàn)電尺寸隨之增加。由于天線(xiàn)電尺寸的增加，天線(xiàn)系統(tǒng)的輻射效率得到改善。

進(jìn)一步地，天線(xiàn)采用垂直懸掛的方式?？赏ㄟ^(guò)控制和改變空中平臺(tái)的高度以及天線(xiàn)的長(zhǎng)度，從而相應(yīng)的改變天線(xiàn)本身的輸入阻抗，以實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)的調(diào)諧和匹配。

再進(jìn)一步地，吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)采用空中平臺(tái)外掛的吊艙形式。其特點(diǎn)是體積小、重量輕、電磁兼容性好，可由艦載飛機(jī)、無(wú)人機(jī)、氣球等海上作戰(zhàn)平臺(tái)攜帶和轉(zhuǎn)移，運(yùn)載平臺(tái)多樣、機(jī)動(dòng)靈活、可在運(yùn)動(dòng)中發(fā)信，頑存能力強(qiáng)。

再進(jìn)一步地，天線(xiàn)體采用同軸電纜形式。天線(xiàn)體的內(nèi)外導(dǎo)線(xiàn)之間有絕緣層，可以起到絕緣內(nèi)外導(dǎo)體的作用。外導(dǎo)體外側(cè)也可以包裹絕緣層以起到絕緣和防水等防護(hù)作用。

更進(jìn)一步地，天線(xiàn)體的一端呈喇叭口形狀。天線(xiàn)體的喇叭口形狀。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)用于海上時(shí)，由于潮濕而易發(fā)生電暈和擊穿現(xiàn)象。天線(xiàn)體的喇叭口形狀，方便絕緣子嵌套在內(nèi)、外導(dǎo)體之間，增大絕緣范圍和強(qiáng)度，提高耐壓值，防止電壓過(guò)大而導(dǎo)致的電暈以及擊穿現(xiàn)象。

優(yōu)選，空中平臺(tái)為直升機(jī)。直升機(jī)主要適用于配備艦載直升機(jī)的水面艦艇。

優(yōu)選，空中平臺(tái)為無(wú)人機(jī)。無(wú)人機(jī)主要適用于小型艦艇。

優(yōu)選，空中平臺(tái)為氣球。氣球主要適用于島礁。

優(yōu)選地，浸水電極為喇叭口狀。

優(yōu)選地，浸水電極為圓錐體。

優(yōu)選地，浸水電極為籠形。

優(yōu)選地，浸水電極為球體。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：相比于現(xiàn)有的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)，本發(fā)明的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)具有機(jī)動(dòng)性能較好的空中平臺(tái)(比如直升機(jī)空中平臺(tái))，并且采用懸掛的方式與天線(xiàn)連接，有效地改善系統(tǒng)的頑存性能、機(jī)動(dòng)能力，提高輻射效率，可由艦艇攜帶，實(shí)現(xiàn)艦艇對(duì)潛艇的直接戰(zhàn)術(shù)發(fā)信，并且成本低廉。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)中的天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)的示意圖。

圖3是本發(fā)明一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)中的天線(xiàn)采用浸水電極前后的電流分布對(duì)比圖。

圖4是本發(fā)明一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)中的天線(xiàn)體和加強(qiáng)繩的剖面圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)中的天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該天線(xiàn)3包括饋線(xiàn)31、天線(xiàn)體32、絕緣子33、浸水電極34和加強(qiáng)繩35，饋線(xiàn)31的一端與長(zhǎng)波功放單元21連接，饋線(xiàn)31的另一端通過(guò)線(xiàn)夾方式與天線(xiàn)體32的一端連接，天線(xiàn)體32的另一端通過(guò)線(xiàn)夾方式與與絕緣子33一端連接，絕緣子33另一端通過(guò)線(xiàn)夾方式與浸水電極34的一端連接，加強(qiáng)繩35的一端與收放卷?yè)P(yáng)裝置22連接，加強(qiáng)繩35的另一端與浸水電極34連接。這里的線(xiàn)夾是專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，是指固定在導(dǎo)線(xiàn)上的金具。金具是指輸送電線(xiàn)廣泛使用的鐵制或鋁制金屬附件，大部分金具在運(yùn)行中能承受較大拉力，同時(shí)保證電氣方面良好。饋線(xiàn)31主要起傳輸長(zhǎng)波射頻信號(hào)作用，天線(xiàn)體32主要起輻射作用，使用絕緣子33防止發(fā)生電暈，浸水電極34具有末端穩(wěn)定、保持天線(xiàn)3垂直的功能，同時(shí)浸水電極34能夠進(jìn)入海水，與海水導(dǎo)電連接，起到減小天線(xiàn)3電抗，進(jìn)而提升天線(xiàn)3的有效高度。采用浸水電極34前后的天線(xiàn)3電流分布如圖3所示。未采用浸水電極34時(shí)，天線(xiàn)3的有效高度可達(dá)到h，采用浸水電極34后，天線(xiàn)3的有效高度增加了h'。由于天線(xiàn)3電尺寸和有效高度的提升，天線(xiàn)3的輻射效率得到改善。

圖2是一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括直升機(jī)空中平臺(tái)1、吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)2、天線(xiàn)3，其中直升機(jī)空中平臺(tái)1通過(guò)吊索與吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)2的一端相連，吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)2的另一端與天線(xiàn)3相連；吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)2包括長(zhǎng)波功放單元21、收放卷?yè)P(yáng)裝置22、控制單元23、供電裝置24，其中供電裝置24通過(guò)供電導(dǎo)線(xiàn)分別與長(zhǎng)波功放單元21、控制單元23、收放卷?yè)P(yáng)裝置22相連，控制單元23通過(guò)信號(hào)控制線(xiàn)分別與供電裝置24、收放卷?yè)P(yáng)裝置22、長(zhǎng)波功放單元21相連；天線(xiàn)3包括饋線(xiàn)31、天線(xiàn)體32、絕緣子33、浸水電極34和加強(qiáng)繩35，其中天線(xiàn)3通過(guò)垂掛方式與直升機(jī)空中平臺(tái)1吊載的吊艙長(zhǎng)波發(fā)信分系統(tǒng)2中的收放卷?yè)P(yáng)裝置22連接，隨著直升機(jī)空中平臺(tái)1高度的增加，天線(xiàn)3電尺寸隨之增加，由于天線(xiàn)3電尺寸的增加，天線(xiàn)3的輻射效率得到改善。

圖4是本發(fā)明一種基于空中懸掛天線(xiàn)的長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng)中的天線(xiàn)體和加強(qiáng)繩的剖面圖。天線(xiàn)體32采用同軸電纜形式，天線(xiàn)體的內(nèi)導(dǎo)體323與外導(dǎo)體321之間有絕緣層322，可以起到絕緣內(nèi)導(dǎo)體323、外導(dǎo)體321的作用。外導(dǎo)體321外側(cè)也可以包裹絕緣層322以起到絕緣和防水等防護(hù)作用。加強(qiáng)繩35緊貼著天線(xiàn)體32。加強(qiáng)繩35也可以位于天線(xiàn)體32的內(nèi)導(dǎo)體323與外導(dǎo)體321之間。