專利名稱：用于機載搜索機的天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線裝置，特別涉及一種用于機載搜索機的天線裝置。
背景技術(shù)：
按照國際海事組織及我國海事局有關(guān)規(guī)定，海船上大多安裝有VHF電臺、海事無線電話、GPS定位系統(tǒng)以及衛(wèi)星船站等通信救援設(shè)備。事故發(fā)生時，船只可以通過這些設(shè)備向搜救部門求救。但船員落水后，在水流的作用下，將漂離失事地點。由于落水船員基本無個人用通訊或示位設(shè)備，因此當救援人員趕到失事地點能很快發(fā)現(xiàn)失事船只，卻很難確定落水船員的具體方位。目前，搜救人員的救援手段落后，只能通過分析失事區(qū)域的水流情況，推斷船只上落水人員可能漂流到的位置；通過攝像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和紅外夜視系統(tǒng)搜尋海面，進行拉網(wǎng)式查找。在沿海島礁較多區(qū)域，島礁環(huán)流復(fù)雜多變，難以推測落水者的方位； 惡劣氣候條件下，搜救更為困難。對于遇難用戶攜帶有信標機并持續(xù)發(fā)出無線電信號的時候，可以在前往事故地點救援的搜救船或搜救直升機上裝設(shè)一種機載搜索機，對該無線電信號進行偵聽、發(fā)現(xiàn)、通信和定位，從而指引搜救人員有針對性地實施營救。目前在所述機載搜索機中裝設(shè)的天線裝置，通過對三路信號同時接收、采樣并計算，得到該三路信號的相位差，來推算發(fā)射該三路信號的信標機與所述機載搜索機的相對方向，達到測角的目的。然而，這種測角方法要求三路信號的處理電路能夠嚴格保持相位的一致性；而在機載搜索機中，由于從天線到后端采樣處理的模塊之間，需要用超過20米長的電纜相連，并且為室外安裝，將很難保證三路信號的相位一致性，從而影響對信號定位的準確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于機載搜索機的天線裝置，由不同位置的多個天線對同一個信標機發(fā)射的無線電信號對應(yīng)接收，通過將接收的多路信號分時合并為一路信號， 來克服現(xiàn)有裝置相位校準困難的問題；之后，通過后繼算法計算多路信號的相位差來進行測角，從而獲得發(fā)射該無線電信號的信標機與機載搜索機的相對方向，加快搜救人員對攜帶信標機的遇難人員的搜救進程，提高定點救援的成功概率。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種用于機載搜索機的天線裝置， 其依次設(shè)置了以下部件
測向天線陣，其包含按設(shè)計分布位置組成陣列的多個天線，來分別接收同一個無線電
信號；
切換開關(guān)，其根據(jù)該天線裝置外部的機載搜索機主機給出的控制指令，將所述測向天線陣發(fā)送的多路接收信號合并為一路整合信號；
聲表濾波器和放大器，對應(yīng)為這一路整合信號進行濾波和放大處理后，通過射頻電纜發(fā)送至所述機載搜索機主機，并由所述機載搜索機主機對合并的多路接收信號的相位差進行計算，來獲得所發(fā)射的無線電信號與該機載搜索機的相對方向。所述用于機載搜索機的天線裝置還包含接口驅(qū)動模塊，其接收所述機載搜索機主機輸出的控制指令和電源，形成驅(qū)動信號并發(fā)送至與該接口驅(qū)動模塊連接的所述切換開關(guān)。所述切換開關(guān)上包含有
多個信號輸入端，其與所述測向天線陣的多個天線對應(yīng)連接，來接收該些天線發(fā)送的多路接收信號；
若干控制指令輸入端，其通過所述接口驅(qū)動模塊對應(yīng)接收所述機載搜索機主機輸出的相關(guān)控制指令；
一個信號輸出端，其在所述控制指令的驅(qū)動下，在每個選通狀態(tài)下只與輸入該切換開關(guān)的其中一路接收信號連通，從而使所述多路接收信號分時存在并合并為一路所述整合信號。所述天線裝置，還包含電源模塊，其與該天線裝置中的若干模塊分別連接，并對應(yīng)提供該些模塊所需的工作電源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述用于機載搜索機的天線裝置，其優(yōu)點在于本發(fā)明由不同位置的三路天線接收同一發(fā)射信號后，對這三路接收信號的相位差進行測量，從而推算出發(fā)射信號的方位，達到測角的目的。通過采用開關(guān)切換將該三路接收信號分時合并為一路整合信號，有效克服了系統(tǒng)相位校準困難的缺點，同時減少了調(diào)試難度，降低了成本。


圖1是本發(fā)明所述天線裝置的總體結(jié)構(gòu)及其與機載搜索機主機的連接示意框圖； 圖2是本發(fā)明所述天線裝置中測向天線陣的三路接收天線的電路框圖3是本發(fā)明所述天線裝置中切換開關(guān)的電路框圖； 圖4是本發(fā)明所述天線裝置中聲表濾波器的電路框圖； 圖5是本發(fā)明所述天線裝置中放大器的電路框圖； 圖6是本發(fā)明所述天線裝置中接口驅(qū)動模塊的電路框圖； 圖7是本發(fā)明所述天線裝置中電源模塊的電路框圖。
具體實施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明的具體實施方式
。如圖1所示，本發(fā)明所述用于機載搜索機的天線裝置，設(shè)置了測向天線陣10，其包含按設(shè)計分布位置組成陣列的三個天線A、B、C，來接收同一個信標機發(fā)射的無線電信號； 之后，在所述天線裝置的電路板上，設(shè)置了切換開關(guān)20，其根據(jù)外部的機載搜索機主機100 給出的控制指令，將三路接收信號分時合并為一路信號；這一路信號再依次由聲表濾波器 30和放大器40進行處理后，通過射頻電纜發(fā)送至機載搜索機的主機100 ；后續(xù)由機載搜索機的主機100根據(jù)相關(guān)算法，對分時合并的多路信號的相位差進行計算，從而獲得發(fā)射該無線電信號的信標機與安裝該天線裝置的機載搜索機的相對方位。配合參見圖1、圖2、圖3所示，測向天線陣10的三個天線A、B、C，根據(jù)需要布置在不同位置，在接收同一個無線電信號后，對應(yīng)輸出三路接收信號AntAlntC至所述切換開關(guān)20的芯片U3。見圖2所示接線，對應(yīng)設(shè)置在三個天線A、B、C中的模塊Dl、D3、D4，是型號為HSMP3812的二極管，由于天線在戶外高處安裝，在天線因雷擊等因素產(chǎn)生大電壓信號時，可以通過該些二極管將大信號導(dǎo)入地，防止燒壞后級電路。所述切換開關(guān)20的芯片U3 上，將引腳4、17、7、14對應(yīng)設(shè)置為四個信號輸入端RF廣RF4 ；上述三路接收信號AntA AntC 分別發(fā)送至圖3中所示RF1、RF2、RF4的信號輸入端。配合參見圖1、圖3、圖6所示，所述切換開關(guān)20的芯片U3還將引腳20、19、1設(shè)置為三個控制指令輸入端AO、Al、EN。一接口驅(qū)動模塊60設(shè)置有7芯控制接頭J2，其經(jīng)由7 芯電纜與機載搜索機的主機100相連，接收搜索機主機100輸出的+5V電源、地，以及三路控制指令FPGA_Ctrll FPGA_Ctrl3。所述控制指令在各自經(jīng)過門電路的兩個非門驅(qū)動之后，產(chǎn)生三路驅(qū)動指令Ctrll、Ctrl2和EN，并對應(yīng)發(fā)送至切換開關(guān)20的芯片U3上的所述三個控制指令輸入端A0、A1、EN。圖3所示連線，模塊D2是另一個二極管，其構(gòu)建了分壓電路，將3. 3V轉(zhuǎn)化為2. 6V供后面的開關(guān)使用。上述驅(qū)動指令EN是芯片U3的使能信號。再通過驅(qū)動指令Ctrll和Ctrl2高低電平的配合，可以對芯片U3的上述四個信號輸入端RF廣RF4完成如表1所示的開關(guān)選通
CtrllCtrl2選通低低RFl低RF2低RF3RF4
表1
在上述驅(qū)動指令Ctrll和Ctrl2的控制下，所述切換開關(guān)20的信號輸出端RFC，即圖3 中芯片U3的引腳10，在每個選通狀態(tài)下只與輸入的一路接收信號連通并將其向外輸出。因而，通過不斷變換驅(qū)動指令Ctrl 1和Ctrl2的狀態(tài)，就能使三路接收信號AntAlntC分時存在，并合并為一路整合信號RFIN。配合參加圖1、圖4、圖5所示，所述聲表濾波器30接收上述切換開關(guān)20輸出的所述整合信號RFIN，濾除其中的帶外干擾信號后得到信號RF0UT，其被發(fā)送至所述放大器40 進行放大后得到信號RF_0UT。之后，所述信號RF_0UT通過射頻SMA接頭Jl上連接的信號同軸電纜，輸出至外部的機載搜索機主機100。由于這段將天線信號傳導(dǎo)至機載搜索機主機 100的電纜距離超過20m，進行信號放大后再傳導(dǎo)可有效降低接收信號的噪聲系數(shù)。另外，如圖7所示是本發(fā)明所述天線裝置的電源模塊50，其對應(yīng)向上述若干模塊提供+3. 3V的工作電源。具體的，在圖7中位于右邊的部分是一電壓轉(zhuǎn)化電路，其將機載搜索機主機100提供的5V電壓轉(zhuǎn)化為3. 3 V電壓，來為天線裝置的若干電路模塊供電；圖7 中位于左邊的部分是該電源模塊50的一個電源濾波電路，能夠濾除電源線上的干擾信號。本發(fā)明所述天線裝置中，切換開關(guān)20的芯片U3型號為ADG904 ；所述放大器40的芯片U2型號為MBC13916 ；所述電源模塊50的芯片U4型號為S1112 ；進行控制指令驅(qū)動的門電路型號為SN74LV⑶04。該些模塊的外圍電路可以如圖2 圖7中所示進行布置。綜上所述，本發(fā)明所述用于機載搜索機的天線裝置，由不同位置的三路天線接收同一發(fā)射信號后，對這三路接收信號的相位差進行測量，從而推算出發(fā)射信號的方位，達到測角的目的。通過采用開關(guān)切換將該三路接收信號分時合并為一路整合信號，有效克服了系統(tǒng)相位校準困難的缺點，同時減少了調(diào)試難度，降低了成本。
盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于機載搜索機的天線裝置，其特征在于，依次設(shè)置了以下部件測向天線陣(10)，其包含按設(shè)計分布位置組成陣列的多個天線，來分別接收同一個無線電信號；切換開關(guān)(20)，其根據(jù)該天線裝置外部的機載搜索機主機(100)給出的控制指令，將所述測向天線陣(10)發(fā)送的多路接收信號合并為一路整合信號；聲表濾波器(30)和放大器(40)，對應(yīng)為這一路整合信號進行濾波和放大處理后，通過射頻電纜發(fā)送至所述機載搜索機主機(100)，并由所述機載搜索機主機(100)對合并的多路接收信號的相位差進行計算，來獲得所發(fā)射的無線電信號與該機載搜索機的相對方向。
2.如權(quán)利要求1所述用于機載搜索機的天線裝置，其特征在于，還包含接口驅(qū)動模塊 (60)，其接收所述機載搜索機主機(100)輸出的控制指令和電源，形成驅(qū)動信號并發(fā)送至與該接口驅(qū)動模塊(60)連接的所述切換開關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述用于機載搜索機的天線裝置，其特征在于，所述切換開關(guān)(20)上包含有多個信號輸入端，其與所述測向天線陣(10)的多個天線對應(yīng)連接，來接收該些天線發(fā)送的多路接收信號；若干控制指令輸入端，其通過所述接口驅(qū)動模塊(60)對應(yīng)接收所述機載搜索機主機 (100)輸出的相關(guān)控制指令；一個信號輸出端，其在所述控制指令的驅(qū)動下，在每個選通狀態(tài)下只與輸入該切換開關(guān)(20)的其中一路接收信號連通，從而使所述多路接收信號分時存在并合并為一路所述整合信號。
4.如權(quán)利要求1或2所述用于機載搜索機的天線裝置，其特征在于，還包含電源模塊 (50)，其與該天線裝置中的若干模塊分別連接，并對應(yīng)提供該些模塊所需的工作電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機載搜索機的天線裝置，由測向天線陣包含的多個天線來分別接收同一個無線電信號；根據(jù)機載搜索機主機給出的控制指令，由切換開關(guān)將多路接收信號合并為一路整合信號；再由聲表濾波器和放大器對應(yīng)為這一路整合信號進行濾波和放大處理后，通過射頻電纜發(fā)送至所述機載搜索機主機，并由所述機載搜索機主機對合并的多路接收信號的相位差進行計算，來獲得所發(fā)射的無線電信號與該機載搜索機的相對方向。本發(fā)明中將接收的多路信號分時合并為一路信號，克服了相位校準困難的問題；因而，能夠幫助機載搜索機進行準確定位，加快搜救人員對攜帶信標機的遇難人員的搜救進程，提高定點救援的成功概率。
文檔編號H01Q21/00GK102361172SQ20111026942
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者嚴小商, 張立東, 顧虹 申請人:上海無線電設(shè)備研究所