无线通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种无线通信系统。
【背景技术】
[0002] 在许多行业的工程应用中，需要传送关于机器或其部件的状态的数据。例子包括 在航空器、机动车辆、船舶、和发电中所使用的各种类型的动力设备。运种机器通常包括用 于检测诸如运动部件的速度、振动、油压、溫度等参数的传感器。传感器连接到遥测系统，该 遥测系统传送检测到的参数W便由操作者进行分析和使用。具体地，运些数据可使操作者 能够参与可能的部件故障并规划维修计划。
[0003] 在一些应用中，由于环境条件的原因，传送数据是困难的。富有挑战性环境的一个 例子是船舶全向推力器。此类型的船舶推进器被安装到低于水线之下的船舶船体，并且通 常围绕竖直轴线旋转360度从而推动船舶并使船舶转向。推力器的内部结构包括将推力器 划分成各隔室的金属壁或隔离壁，运些隔室容纳其它部件中的用于驱动推力器螺旋奖的机 械装置。运些隔室可被将驱动机械润滑和冷却的油所填充。
[0004] 推力器可配备有用于判断推力器健康状态的状态监测系统。该系统通常包括由从 推力器内部结构周围经过的接线所连接的传感器和遥测设备。亦即，运些导线穿过金属舱 壁和油。该接线布置是不期望的，因为它是复杂、耗时并且安装费用大。数据通信的稳健且 可靠的装置是重要的，因为推力器需在不进行维修或修理的情况下可靠地长期(通常大约5 到7年）工作。 阳0化]由于此原因，优选的是具有一种可W经过推力器内部结构传送数据信号的无线通 信系统。更概括地，期望具有一种可W经过包括物理障碍物(诸如金属壁）并且可容纳油或 其它液体的机器内部结构而传送数据的无线通信系统。虽然无线通信系统通常用于在不是 由电导体(诸如导线）所连接的两个或更多点之间传输信息(例如利用无线电波、声音、磁场 或电场)，但运些无线通信系统通常被设计成经过自由空气传播信号并且不适于经过金属 壁和液体传送数据。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种至少在某种程度上缓解现有技术的问题的无线通信系 统。
[0007] 在所附权利要求中陈述了本发明。
[0008] 根据一个方面，提供一种用于船舶推进器的无线通信系统；该系统包括传输器、接 收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括用于传播 电磁数据信号的不导电的固体或液体介质。
[0009] 通过将不导电的固体或液体用作电磁（EM)数据信号的传播介质，能够利用船舶推 进器的现有(可能被改装的）部件而起用于经过推进器传送数据的波导的作用。例如，可对 推进器的传动轴进行修改从而形成波导。可替代地，可由推进器中的油管或燃料管提供合 适的波导。
[0010] 本领域技术人员应当理解的是，本文中所使用的术语"不导电的"意图包括基本上 不导电的介质、和具有相对较低电导率(例如但不限于在10量级至1，000量级皮西口子/ 米范围内的电导率)的介质。选择具有非导电性或低导电性的介质，因为通常信号在具有高 导电性的介质中将快速地衰减，因而降低信号的强度和/或品质。
[0011] 现有结构的应用使在无需额外的布线或电缆连接情况下的传感器、控制器、致动 器、或其它电子装置之间的通信成为可能，由此降低复杂性和成本。而且，波导是非常可靠 的传输系统，因为"管道"结构起法拉第笼的作用，防止由经过其中行进的EM信号所造成的 干扰。进而，干扰减小意味着通信系统可W在较低的功率水平下运行，运对于其中有效功率 会是非常有限的的船舶推进器是一个重要的考虑因素。另外，由于较小的干扰，因而可W发 送更多的数据。假设错误管理的协议开销要求可W高达带宽的50%，运是非常理想的。
[0012] 不导电的介质可W是液体，包括油、油脂、凝胶、泡沫、或燃料，例如控类燃料。
[0013] 电磁数据信号可包括原始或经处理的传感器数据、控制数据、或者网络数据。电磁 数据信号可W是无线电频率信号或者微波频率信号。
[0014] 波导可用于多模波传播。波导可用于单模波传播。
[0015] 可将接收器和传输器至少部分地设置在波导中。或者，可将接收器和传输器中的 一者至少部分地设置在波导中并且可将接收器和传输器中的另一者设置在波导外部中。或 者，可将接收器和传输器设置在波导的外部。
[0016] 波导可由金属或金属合金制成。
[0017] 波导可具有大体呈圆形的截面。或者，波导可具有大体呈矩形的截面。
[0018]波导可具有在大约0. 1至10米范围内的长度。波导可具有在大约30至100毫米 范围内的直径和宽度。
[0019] 接收器和传输器中的一者或两者可与波导形成为整体。
[0020] 波导还可包括不导电的气体介质，可经过不导电气体介质和不导电固体或液体介 质的两者传送电磁数据信号。
[0021] 无线通信系统可包括构造成给无线通信系统提供电力的热电式发电机。热电式发 电机可构造成利用船舶推进器内部的液体与船舶推进器外部的水之间的溫差而发电。船舶 推进器内部的液体可属于与用于传送电磁数据信号的不导电液体介质相同的类型。
[0022] 无线通信系统可包括可用于检测船舶推进器的物理参数的传感器，电磁数据信号 与物理参数相对应。传感器可W是振动传感器。
[0023] 波导可具有大约410毫米的最小直径或宽度，并且电磁数据信号可具有大约443 MHz的频率。或者，波导可具有大约210毫米的最小直径或宽度，并且电磁数据信号可具有 大约900MHz的频率。或者，波导可具有大约74毫米的最小直径或宽度，并且电磁数据信 号可具有大约2. 5GHz的频率。或者，波导可具有大约35毫米的最小直径或宽度，并且电 磁数据信号可具有大约5GHz的频率。
[0024] 波导可包括船舶推进器的传动轴的内部。或者，波导可包括包围船舶推进器的传 动轴的至少一部分的管。
[0025] 无线通信系统可包括在推进器中的阻挡物或空间周围桥连W便传送电磁数据信 号的二次福射元件。
[00%] 无线通信系统可包括用于对电磁数据信号进行滤波的电磁干扰（EMI)扼流器。
[0027] 根据另一方面，提供一种船舶推进器，该船舶推进器包括如上文中所描述的无线 通信系统。
[0028] 根据另一方面，提供一种包括无线通信系统的船舶推进器；该无线通信系统包括： 传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包 括用于传播电磁数据信号的不导电固体或液体介质。
[0029] 波导可包括船舶推进器的常规的液体容纳部件，例如油管或者燃料管。
[0030] 根据另一方面，提供一种用于燃气满轮发动机的无线通信系统；该系统包括：传 输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括 用于传播电磁数据信号的不导电固体或液体介质。
[0031] 根据另一方面，提供一种包括无线通信系统的燃气满轮发动机；该无线通信系统 包括：传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中， 波导包括用于传播电磁数据信号的不导电的固体或液体介质。
[0032] 波导可包括燃气满轮发动机的常规的液体容纳部件，例如油管或者