CN105403855B - 一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统,包括旋翼飞行器、飞行遥控器、监测测向设备和监测测向终端；所述的飞行遥控器用于对旋翼飞行器进行远程无线遥控；所述的监测测向设备搭载于旋翼飞行器上；监测测向设备与监测测向终端通过无线WIFI连接；所述的监测测向设备包括电子罗盘、测向天线、接收机、X86处理板、WIFI模块和WIFI全向天线；所述的电子罗盘的输出端与X86处理板连接，所述的测向天线的输出端与接收机连接，接收机与X86处理板连接，X86处理板与WIFI模块连接，WIFI模块通过WIFI全向天线与监测测向终端进行无线通讯。本发明提供了一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，能够有效提高测向的精确性。

Description

一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统

技术领域

本发明涉及一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统。

背景技术

随着无线电磁波在生产生活中的广泛运用，无线电测向技术也随之发展起来，无线电测向是依据电磁波传播特性，使用仪器设备测定无线电波来波方向的过程；测定“来波方向”，是指测向机所在地实在的电磁环境中电波达到的方向，无线电测向，通常的最终目的是要确定“辐射源的方向”和“辐射源的具体位置”。

但是目前的无线电测向技术一般都还停留在地面设备进行测向，由于地形原因，效果差，精确度低，而使用飞行器搭载进行测向，在设备搭载，飞行控制和信号处理传输等技术方面都还不完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，基于旋翼飞行器对监测测向设备进行搭载，通过无线通讯与监测测向终端进行数据传输，能够有效提高测向的精确性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，包括旋翼飞行器、飞行遥控器、监测测向设备和监测测向终端；所述的飞行遥控器用于对旋翼飞行器进行远程无线遥控；所述的监测测向设备通过挂接装置搭载于旋翼飞行器上；监测测向设备与监测测向终端通过无线WIFI连接；

所述的监测测向设备包括电子罗盘、测向天线、接收机、X86处理板、WIFI模块和WIFI全向天线；所述的电子罗盘的输出端与X86处理板连接，所述的测向天线的输出端与接收机连接，接收机与X86处理板连接，X86处理板与WIFI模块连接，WIFI模块通过WIFI全向天线与监测测向终端进行无线通讯。

所述的监测测向终端包括WIFI定向天线和智能终端设备；所述的WIFI定向天线与WIFI全向天线进行无线通讯；WIFI定向天线与智能终端设备连接；所述的智能终端设备为笔记本电脑。

所述的监测测向设备还包括电池和电源管理板；所述的电池与电源管理板连接，电源管理板的输出端分别与电子罗盘、测向天线、接收机、X86处理板和WIFI模块连接。

所述的电源管理板底部设置有散热结构，并且电源管理板中包括电源管理电路。

所述的电子罗盘为XW-EC1730。

所述的测向天线为小音点天线。

所述的接收机为数字接收机，包括低噪声放大器、混频器、 本振驱动放大器、低通滤波器、AD转换电路；所述的低噪声放大器接收来自测向天线的射频信号、低噪声放大器的输出端与与混频器的第一输入端连接；混频器的第二输入端与本振驱动放大器的输出端连接；混频器的输出端依次与低通滤波器和AD转换电路连接，AD转换电路的输出端与X86处理板连接；

所述的接收机还包括本振信号发生器和T型电阻衰减网络，所述的本振信号发生器的输出端通过T型电阻衰减网络与本振驱动放大器连接。

所述的X86处理板包括中央处理器、存储器、稳压电路、实时时钟电路、USB接口和RS232接口；中央处理器分别与存储器、稳压电路、实时时钟电路、USB接口和RS232接口连接；所述的中央处理器还分别与X86板外部的数字接收机和WIFI模块连接；

所述的稳压电路包括电压输入端、电压输出端和多个稳压二极管，所述的电压输入端连接到外部的电源管理板，所述的电压输出端与中央处理器连接；所述的多个稳压二极管并联在电压输入端和电压输出端之间；

所述的稳压二极管为瞬态电压抑制二极管TVS。

所述的X86板上还设置有以太网接口,所述的以太网接口与中央处理器连接。

所述的挂接装置包括相互连接的下盖和上盖；所述下盖的两侧设置有一个或多个便于挂载于无人机上的挂轴，所述下盖的侧面还分布设置有电源接口、WiFi天线接头和网络接口；

所述下盖的底部还设有用于连接天线的天线固定连接端口，所述天线固定连接端口与天线连接件固定连接；

所述天线固定连接端口通过天线连接件与天线连接，所述天线连接件的一端通过固定板与天线固定连接端口匹配连接，所述天线连接件另一端设有天线对接口，所述天线对接口上开始有定位槽，所述天线对接口内设有天线电性接口。

所述的小音点天线包括T型天线支撑管、第一天线振子和第二天线振子，T型天线支撑管的水平部的两端分别设有第一天线连接座和第二天线连接座，第一天线振子与第一天线连接座连接，第二天线振子与第二天线连接座连接；

所述第一天线振子内设有第一印制板天线，第二天线振子内设有第二印制板天线，T型天线支撑管的竖直部内设有合路器，第一印制板天线的输出端和第二印制板天线的输出端与合路器的输入端连接；

所述第一印制板天线正装，第二印制板天线反装；

所述第一天线连接座外壁设有至少一个第一凸台，第二天线连接座外壁设有至少一个第二凸台，第一天线振子设有至少一个第一扣接装置，第二天线振子设有至少一个第二扣接装置，第一扣接装置扣接在第一凸台上，第二扣接装置扣接在第二凸台上。

本发明的有益效果是：（1）基于旋翼飞行器对监测测向设备进行搭载，在空中进行测向，能够有效避免地面上的建筑物或者是地形对测向结果的影响。

（3）X86处理板设置有稳压电路，能够保证处理电路板的稳定工作。

（4）挂接装置两侧可通过挂轴及安装在无人机上的挂载件，挂载至无人机上，其底部可通过天线连接件与干涉仪测向天线连接，从而快速组装成升空干涉仪测向设备。

（5）小音点天线包括第一印制板天线和第二印制板天线，第一印制板天线正装，第二印制板天线反装，提高了信号接收性能和环境适应能力；并且小音点天线各部件之间采用扣接的方式连接，装配和拆卸方便，在需要进行长距离运输时，可以拆卸为多个部件，减小运输过程中占用的空间。

附图说明

图1为本发明的原理结构框图；

图2为接收机的电路原理框图；

图3为X86处理板的电路原理框图；

图4为X86处理板中稳压电路示意图；

图5为挂接装置的主视图；

图6为挂接装置的侧视图；

图7为挂轴结构示意图；

图8为挂载件的结构示意图；

图9为挂接装置的仰视图；

图10为挂接装置的下盖底部结构示意图；

图11为小音点天线的结构示意图；

图中，1-下盖，2-上盖，3-挂轴，301-第一限位件，302-第二限位件，303-轴体，4-挂载件，401-通槽，402-挂载连接板，5-天线连接件，501-固定板，502-天线对接口，503-定位槽，504-射频接口，505-控制接口，6-散热装置，7-电源接口，8- WiFi天线接头，9-开关，10-指示灯，11-射频输入穿壁接头，12-天线输出穿壁接头，13-网络接口，14-加强筋，15-T型天线支撑管，16-第一天线振子，17-第二天线振子，18-第一天线连接座，19-第二天线连接座，20-第一凸台，21-第二凸台，22-第三凸台，23-扭簧，24-卡扣。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，包括旋翼飞行器、飞行遥控器、监测测向设备和监测测向终端；所述的飞行遥控器用于对旋翼飞行器进行远程无线遥控；所述的监测测向设备通过挂接装置搭载于旋翼飞行器上；监测测向设备与监测测向终端通过无线WIFI连接；

所述的监测测向设备包括电子罗盘、测向天线、接收机、X86处理板、WIFI模块和WIFI全向天线；所述的电子罗盘的输出端与X86处理板连接，所述的测向天线的输出端与接收机连接，接收机与X86处理板连接，X86处理板与WIFI模块连接，WIFI模块通过WIFI全向天线与监测测向终端进行无线通讯。

所述的监测测向终端包括WIFI定向天线和智能终端设备；所述的WIFI定向天线与WIFI全向天线进行无线通讯；WIFI定向天线与智能终端设备连接；所述的智能终端设备为笔记本电脑。

所述的监测测向设备还包括电池和电源管理板；所述的电池与电源管理板连接，电源管理板的输出端分别与电子罗盘、测向天线、接收机、X86处理板和WIFI模块连接。

所述的电源管理板底部设置有散热结构，并且电源管理板中包括电源管理电路。

所述的测向天线为小音点天线。

如图2所示，所述的接收机为数字接收机，包括低噪声放大器、混频器、 本振驱动放大器、低通滤波器、AD转换电路；所述的低噪声放大器接收来自测向天线的射频信号、低噪声放大器的输出端与与混频器的第一输入端连接；混频器的第二输入端与本振驱动放大器的输出端连接；混频器的输出端依次与低通滤波器和AD转换电路连接，AD转换电路的输出端与X86处理板连接；

所述的接收机还包括本振信号发生器和T型电阻衰减网络，所述的本振信号发生器的输出端通过T型电阻衰减网络与本振驱动放大器连接。

如图3所示，所述的X86处理板包括中央处理器、存储器、稳压电路、实时时钟电路、USB接口和RS232接口；中央处理器分别与存储器、稳压电路、实时时钟电路、USB接口和RS232接口连接；所述的中央处理器还分别与X86板外部的数字接收机和WIFI模块连接；

如图4所示，所述的稳压电路包括电压输入端、电压输出端和多个稳压二极管，所述的电压输入端连接到外部的电源管理板，所述的电压输出端与中央处理器连接；所述的多个稳压二极管并联在电压输入端和电压输出端之间；

所述的稳压二极管为瞬态电压抑制二极管TVS。

如图5所示，一种挂载式监测测向平台，它包括相互连接的下盖1和上盖2，所述下盖1的两侧设置有一个或多个便于挂载于无人机上的挂轴3，所述下盖1的侧面还分布设置有电源接口7、WiFi天线接头8和网络接口13。所述下盖1的侧面还设有射频输入穿壁接头11、天线输出穿壁接头12、开关9和指示灯10。

其中，为了缩小本发明的体积，进而减轻本发明的重量，网络接口13可与电源接口7、WiFi天线接头8、开关9、指示灯10、射频输入穿壁接头11和天线输出穿壁接头12对立分布。如图6所示，下盖1的一侧中部设置网络接口13。下盖1的另一侧从左只有依次分布射频输入穿壁接头11、天线输出穿壁接头12、WiFi天线接头8、电源接口7、开关9和指示灯10。

如图7所示，进一步的，所述挂轴3包括第一限位件301、第二限位件302和轴体303，所述轴体303穿过第二限位件302与第一限位件301连接，且第一限位件301、第二限位件302和轴体303的轴心线为同一轴心线，所述第一限位件301和第二限位件302之间的轴体303形成便于挂载于无人机上的挂载部304。

如图8所示，进一步的，所述挂轴3通过挂载件4与无人机连接，所述挂载件4的一端开设有弯折的通槽401，所述通槽401的一端为开口端，所述通槽401的另一端为挂载端，所述挂载部304通过开口端滑入挂载端，完成挂载动作。所述挂载件4的另一端设有用于固定连接无人机的挂载连接板402。

所述弯折的通槽401如7字型通槽，包括至少两个连通的直通槽，形成至少一个弯折部，图3所示的通槽401由三个直通槽连接形成，并具有两个弯折部，本发明限定用直通槽而不采用弧形通槽的目的在于，进一步提升挂载的稳定性和可靠性，避免升空干涉仪在挂载飞行过程中，由于升降及气流等因素，使挂轴从通槽401中滑出。

进一步的，所述下盖1的底部还设有用于连接天线的天线固定连接端口，所述天线固定连接端口与天线连接件5固定连接，所述天线连接件5与不同频段类型的天线相兼容匹配。

如图9所示，进一步的，所述天线固定连接端口通过天线连接件5与天线连接，所述天线连接件5的一端通过固定板501与天线固定连接端口匹配连接，所述天线连接件5另一端设有天线对接口502，所述天线对接口502上开始有定位槽503，所述天线对接口502内设有天线电性接口。

进一步的，所述天线电性接口包括射频接口504和控制接口505，本发明中，还可采用盲插设计，如所述射频接口504可以采用BMA连接器，所述控制接口505可以采用微矩形的J30连接器。

如图10所示，进一步的，所述下盖1的底部内壁上还可设一条或多条加强筋14，采用四条呈X型的分布的加强筋。

进一步的，所述下盖1和上盖2的侧面还可设散热装置6，如设置多个通风孔，将自然风引入到设备内部，从而将设备内部的热量带走，降低设备的温度。

如图11所示，一种小音点天线，包括T型天线支撑管15、第一天线振子16和第二天线振子17，T型天线支撑管15的水平部的两端分别设有第一天线连接座18和第二天线连接座19，第一天线振子16与第一天线连接座18连接，第二天线振子17与第二天线连接座19连接。

所述天线支撑管15为碳纤维管，具有强度高、重量轻的特点。

所述第一天线振子16内设有第一印制板天线，第二天线振子17内设有第二印制板天线，T型天线支撑管15的竖直部内设有合路器，第一印制板天线的输出端和第二印制板天线的输出端与合路器的输入端连接。所述合路器可以采用0度功分器反接实现。

所述第一印制板天线正装，第二印制板天线反装，第一印制板天线和第二印制板天线的输出电压的相位差为180度。

所述第一天线连接座18外壁设有两个第一凸台20，两个第一凸台20对称设置，第二天线连接座19外壁设有两个第二凸台21，两个第二凸台21对称设置，第一天线振子16设有两个第一扣接装置，两个第一扣接装置对称设置，第二天线振子17设有两个第二扣接装置，两个第二扣接装置对称设置，第一扣接装置扣接在第一凸台20上，第二扣接装置扣接在第二凸台21上。

所述T型支撑管15的竖直部设有两个第三扣接装置，两个第三扣接装置对称设置。

所述第一扣接装置、第二扣接装置和第三扣接装置均包括两个平行设置的第三凸台22、安装在两个第三凸台22之间的扭簧23和安装在扭簧23上的卡扣24。所述卡扣24呈S形状，卡扣24的材质为金属。

所述第一天线振子16包括第一主壳体和第一盖板，第一主壳体和第一盖板均为T型结构，第一盖板通过多颗螺钉固定在第一主壳体上，第一印制板天线通过多颗螺钉固定在第一主壳体上；两个第一扣接装置的连线平行于第一主壳体的水平部，运输时占用空间小。

所述第二天线振子17包括第二主壳体和第二盖板，第二主壳体和第一盖板均为T型结构，第二盖板通过多颗螺钉固定在第二主壳体上，第二印制板天线通过多颗螺钉固定在第二主壳体上；两个第二扣接装置的连线平行于第二主壳体的水平部，运输时占用空间小。

所述印制板天线包括PCB线路板，PCB线路板上设有塑料上盖，PCB线路板上设有天线微带，PCB线路板的背面粘贴有金属导电膜。

所述金属导电膜的位置与天线微带对应，能够改善天线的使用效果，使用不同的工作环境。

小音点天线包括第一印制板天线和第二印制板天线，第一印制板天线正装，第二印制板天线反装，提高了小音点天线的信号接收性能，增强了小音点天线的环境适应能力；小音点天线中的各部件之间采用扣接的方式连接，装配和拆卸方便，在小音点天线需要进行长距离运输时，可以将其进行拆卸，减小运输过程中占用的空间。

Claims (5)

1.一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，包括旋翼飞行器、飞行遥控器、监测测向设备和监测测向终端；所述的飞行遥控器用于对旋翼飞行器进行远程无线遥控；所述的监测测向设备通过挂接装置搭载于旋翼飞行器上；监测测向设备与监测测向终端通过无线WIFI连接；

所述的监测测向设备包括电子罗盘、测向天线、接收机、X86处理板、WIFI模块和WIFI全向天线；所述的电子罗盘的输出端与X86处理板连接，所述的测向天线的输出端与接收机连接，接收机与X86处理板连接，X86处理板与WIFI模块连接，WIFI模块通过WIFI全向天线与监测测向终端进行无线通讯，所述的测向天线为小音点天线，所述的小音点天线包括T型天线支撑管（15）、第一天线振子（16）和第二天线振子（17），T型天线支撑管（15）的水平部的两端分别设有第一天线连接座（18）和第二天线连接座（19），第一天线振子（16）与第一天线连接座（18）连接，第二天线振子（17）与第二天线连接座（19）连接；

所述第一天线振子（16）内设有第一印制板天线，第二天线振子（17）内设有第二印制板天线，T型天线支撑管（15）的竖直部内设有合路器，第一印制板天线的输出端和第二印制板天线的输出端与合路器的输入端连接；

所述第一印制板天线正装，第二印制板天线反装；

所述第一天线连接座（19）外壁设有至少一个第一凸台（20），第二天线连接座（19）外壁设有至少一个第二凸台（21），第一天线振子（16）设有至少一个第一扣接装置，第二天线振子（17）设有至少一个第二扣接装置，第一扣接装置扣接在第一凸台（20）上，第二扣接装置扣接在第二凸台（21）上，其特征在于：所述第一印制板天线和第二印制板天线分别包括PCB线路板，PCB线路板上设有塑料上盖，PCB线路板上设有天线微带，PCB线路板的背面粘贴有金属导电膜；

所述的监测测向终端包括WIFI定向天线和智能终端设备；所述的WIFI定向天线与WIFI全向天线进行无线通讯；WIFI定向天线与智能终端设备连接；所述的智能终端设备为笔记本电脑；

所述的挂接装置包括相互连接的下盖（1）和上盖（2）；所述下盖（1）的两侧设置有一个或多个便于挂载于无人机上的挂轴（3），所述下盖（1）的侧面还分布设置有电源接口（7）、WiFi天线接头（8）和网络接口（13）；

所述下盖（1）的底部还设有用于连接天线的天线固定连接端口，所述天线固定连接端口与天线连接件（5）固定连接；

所述天线固定连接端口通过天线连接件（5）与天线连接，所述天线连接件（5）的一端通过固定板（501）与天线固定连接端口匹配连接，所述天线连接件（5）另一端设有天线对接口（502），所述天线对接口（502）上开设有定位槽（503），所述天线对接口（502）内设有天线电性接口。

2.根据权利要求1所述的一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，其特征在于：所述的监测测向设备还包括电池和电源管理板；所述的电池与电源管理板连接，电源管理板的输出端分别与电子罗盘、测向天线、接收机、X86处理板和WIFI模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，其特征在于：所述的电源管理板底部设置有散热结构，并且电源管理板中包括电源管理电路。

4.根据权利要求1所述的一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，其特征在于：所述的接收机为数字接收机，包括低噪声放大器、混频器、 本振驱动放大器、低通滤波器、AD转换电路；所述的低噪声放大器接收来自测向天线的射频信号、低噪声放大器的输出端与混频器的第一输入端连接；混频器的第二输入端与本振驱动放大器的输出端连接；混频器的输出端依次与低通滤波器和AD转换电路连接，AD转换电路的输出端与X86处理板连接；

所述的接收机还包括本振信号发生器和T型电阻衰减网络，所述的本振信号发生器的输出端通过T型电阻衰减网络与本振驱动放大器连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于飞行器载测向设备的监测测向系统，其特征在于：所述的X86处理板包括中央处理器、存储器、稳压电路、实时时钟电路、USB接口和RS232接口；中央处理器分别与存储器、稳压电路、实时时钟电路、USB接口和RS232接口连接；所述的中央处理器还分别与X86板外部的数字接收机和WIFI模块连接；

所述的稳压电路包括电压输入端、电压输出端和多个稳压二极管，所述的电压输入端连接到外部的电源管理板，所述的电压输出端与中央处理器连接；所述的多个稳压二极管并联在电压输入端和电压输出端之间；

所述的稳压二极管为瞬态电压抑制二极管TVS。