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网位仪发射系统的创新设计与优化改进研究

一、引言

1.1研究背景与意义

渔业作为全球重要的经济产业之一，对于保障粮食安全、促进经济发展和提供就业机会起着关键作用。在现代渔业中，精准捕捞技术愈发重要，网位仪作为大型远洋拖网加工渔船必备的电子助渔装备，就像是拖网的“眼睛”，发挥着举足轻重的作用。它主要用于测定拖网网口的高度，探测拖网浮纲上方、下方的鱼群信息以及曳行中浮纲的稳定状态，还能在测程范围内测定拖网所在的水层和温度信息。船员依据网位仪显示的信息操纵渔网，可使网具精准瞄准鱼群进行捕捞，从而大大提高捕捞的经济效益，减少人力、物力的盲目消耗。

然而，当前网位仪的发射系统存在诸多不足。部分网位仪发射系统采用的传统高频发射电路，其天线使用的材料较为脆弱，在渔船作业过程中，不可避免地会受到各种振动或碰撞，这就导致天线极易损坏，影响网位仪的正常工作。由于天线的中心频率与芯片的中心频率未能精确匹配，信号衰减严重，使得信号质量大打折扣，数据传输的准确性和稳定性受到影响。发射器射频功率较小，使得信号难以很好地穿透障碍物，发射距离相对较短，这极大地限制了网位仪的有效监测范围，影响了仪器的实用性，无法满足现代渔业对精准、高效捕捞的需求。

对网位仪发射系统进行设计与改进具有重要的现实意义。改进后的发射系统能够提高信号质量和发射距离，使船员更准确、及时地获取渔网位置和鱼群信息，从而提高捕捞效率，增加渔业产量，促进渔业经济的发展。增强发射系统的稳定性和耐用性，可以减少设备故障和维修次数，降低渔业生产的成本和风险。随着渔业技术的不断发展，对网位仪发射系统的性能要求也越来越高，通过设计与改进，有助于推动渔业技术的进步，提升我国渔业在国际市场上的竞争力。

1.2国内外研究现状

在国外，一些渔业发达国家如挪威、日本、美国等，对网位仪发射系统的研究起步较早，投入了大量的人力和物力，取得了一系列的研究成果。挪威的一些科研机构和企业，致力于研发高性能的网位仪发射系统，采用先进的通信技术和材料科学，提高了信号的传输效率和稳定性。他们通过优化天线设计，采用新型的天线材料，增强了天线的抗干扰能力和耐用性；在信号处理方面，运用先进的算法，提高了信号的解析精度和可靠性。日本则在网位仪发射系统的小型化和智能化方面取得了显著进展，研发出了体积小、功耗低、功能强大的发射系统，能够实现自动化监测和数据分析。美国的研究重点则放在提高发射系统的适应性和兼容性上，使其能够适应不同的渔业作业环境和渔船设备，同时与其他渔业监测系统实现无缝对接。

国内对于网位仪发射系统的研究也在逐步深入。近年来，随着我国渔业的快速发展，对网位仪的需求不断增加，相关科研机构和企业加大了研发力度。一些高校和科研院所开展了关于网位仪发射系统的基础研究，探索新的发射原理和技术方法；企业则注重产品的研发和生产，努力提高网位仪发射系统的性能和质量。目前，国内已经取得了一些成果，如在发射电路设计、天线优化等方面有了一定的改进。但与国外先进水平相比，仍存在一定的差距，如在信号传输的稳定性、发射距离和设备的可靠性等方面，还需要进一步提高。

当前研究中仍存在一些空白与可提升空间。在多网位协同监测的发射系统研究方面相对薄弱，随着渔业规模化发展，多网作业的情况日益增多，需要能够实现多网位同时监测和数据传输的发射系统。对于发射系统在复杂海洋环境下的适应性研究还不够深入，海洋环境复杂多变，包括强风浪、高盐度、低温等恶劣条件，如何使发射系统在这样的环境下稳定可靠地工作，还需要进一步探索。在发射系统的能源管理和节能技术方面，也有待加强研究，以提高设备的续航能力和降低能耗。

1.3研究目标与内容

本研究旨在设计一种高性能的网位仪发射系统，并对现有发射系统进行改进，以提高网位仪的性能和可靠性，满足现代渔业发展的需求。具体目标包括：提高发射系统的信号强度和稳定性，减少信号衰减，确保数据能够准确、及时地传输；增加发射距离，扩大网位仪的监测范围，提高渔业作业的效率；增强发射系统的抗干扰能力和耐用性，使其能够适应复杂的海洋环境和渔业作业条件；降低发射系统的功耗和成本，提高设备的性价比，便于推广应用。

主要研究内容涵盖多个方面。在电路优化设计上，对发射电路进行重新设计和优化，选用高性能的电子元件，优化电路布局，提高电路的工作效率和稳定性。例如，通过合理选择功率放大器、频率合成器等关键元件，提高发射信号的质量和功率；优化电路的布线和屏蔽，减少电磁干扰，提高信号的抗干扰能力。改进天线设计，选用新型的天线材料，优化天线的结构和形状，提高天线的辐射效率和抗干扰能力。比如采用新型的复合材料制作天线，增强其强度和耐用性；设计特殊形状的天线，如多频段天线、智能天线等，提高天线对不同频率信号的接收和发射能力。对发射系统的结构进行改进，采用模块化设计理念，使发射系统