CN111583727A - 一种空中危险接近自动报警器及其报警控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空中危险接近自动报警器，主要解决现有技术中两机存在间歇性报警和报警干扰的问题。该报警器包括用于向机场内的飞机发送信号的机场信号发射机，以及用于向其他飞机发送信号和接收其他飞机和机场信号的报警控制电路；所述报警控制电路包括飞机信号发射机、状态指示电路、稳压电路、脉冲振荡电路、声光报警电路、信号接收控制电路和飞机信号接收机。本发明通过在机场内设置机场信号发射机及信号接收控制电路，通过发射专用机场信号对各报警电路进行封闭，当飞机飞离机场一段距离不再接收到机场信号机发射的信号后，电路将自动解锁重新进入待报警状态，避免多架飞机在机场内相互发射和接收对方信息，减小报警干扰。

Description

一种空中危险接近自动报警器及其报警控制方法

技术领域

本发明涉及飞行安全技术领域，具体地说，是涉及一种空中危险接近自动报警器及其报警控制方法。

背景技术

随着民用航空业的发展，空中交通网络也是越发的繁忙，为了改善飞机飞行中的安全性，利用飞机与飞机之间、飞机与机场之间的信息互通，及时识别和发现飞机空中危险接近的趋势或情况，提醒机组进行纠正，降低飞行中的安全隐患。

但现有技术中，由于多架飞机在机场内相互发射和接收对方信息，两机存在间歇性报警和报警干扰的问题，当两机处于同一发射工作频率，且又处于同一发射时间点时，接收端被自身发射信号所封锁，时常会导致报警相互干扰，降低了报警器的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空中危险接近自动报警器及其报警控制方法，主要解决现有技术中两机存在间歇性报警和报警干扰的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种空中危险接近自动报警器，包括用于向机场内的飞机发送信号的机场信号发射机，以及用于向其他飞机发送信号和接收其他飞机和机场信号的报警控制电路；所述报警控制电路包括飞机信号发射机，与飞机信号发射机相连的状态指示电路和稳压电路，与状态指示电路和稳压电路均相连的脉冲振荡电路，与脉冲振荡电路和稳压电路相连的声光报警电路，与声光报警电路相连的信号接收控制电路，以及与信号接收控制电路相连的飞机信号接收机；其中，所述稳压电路的输入端连接于飞机本身的电源系统。

进一步地，所述状态指示电路包括源极与飞机信号接收机相连且漏极接地的场效应管VT1，与场效应管VT1的栅极相连的电阻R3、R4，与电阻R3另一端相连的电阻R5、R7，以及正极与电阻R5另一端相连且负极接地的发光二极管D1；其中，电阻R7的另一端与声光报警电路相连，电阻R3、R5、R7的公共端与脉冲振荡电路相连。

进一步地，所述脉冲振荡电路包括555定时器，一端与555定时器的CV引脚相连且另一端接地的电容C5，一端与555定时器的VCC引脚和R引脚均相连的电阻R8，正极与电阻R8另一端相连的二极管D6，一端与二极管D6相连且另一端与555定时器的TH和TR引脚相连的电阻R9，一端与555定时器的TH和TR引脚相连的电阻R10，正极与电阻R10的另一端相连且负极接555定时器的DC引脚的二极管D7，以及正极与TH和TR引脚相连且负极接地的电解电容C6；其中，555定时器的Q引脚与状态指示电路的电阻R3、R5、R7的公共端相连，555定时器的VCC引脚与稳压电路相连。

进一步地，所述稳压电路包括VO引脚与飞机信号发射机相连的芯片W1，正极与芯片W1的VI引脚相连且负极接地的电解电容C8，负极与芯片W1的VO引脚相连的二极管D3，一端与二极管D3的正极相连且另一端接地的电容C9，一端与芯片W1的VO引脚相连且另一端接地的电容C10，VO引脚与飞机信号发射机相连且VI引脚与555定时器的VCC引脚的相连的芯片W2，正极与芯片W2的VI引脚相连且负极接地的电解电容C11，负极与芯片W2的VO引脚相连的二极管D4，一端与二极管D4的正极相连且另一端接地的电容C12，一端与芯片W2的VO引脚相连且另一端接地的电容C13，VI引脚与芯片W2的VO引脚相连的芯片W3，正极与芯片W3的VI引脚相连且负极接地的电解电容C14，负极与芯片W3的VO引脚相连的二极管D5，一端与二极管D5的正极相连且另一端接地的电容C16，一端与芯片W3的VO引脚相连且另一端接地的电容C13，以及正极与芯片W3的VO引脚相连且负极接地的电解电容C17；其中，芯片W3的VO引脚与飞机本身的电源系统相连。

进一步地，所述声光报警电路包括发射极与芯片W3的VO引脚相连的三极管VT5，与三极管VT5的集电极相连的电阻R14和蜂鸣器BUZ，正极与电阻R14的另一端相连的发光二极管D2，一端与三极管VT5的基极相连的电阻R16、R15，一端与电阻R16另一端相连且另一端接地的电容C7，集电极与电阻R15的另一端相连且发射极接地的三极管VT4，栅极与蜂鸣器BUZ且漏极接地的场效应管VT3，以及一端与场效应管VT3的源极相连且另一端接地的电阻R13；其中，场效应管VT3的源极还与状态指示电路的电阻R7相连，三极管VT4的基极与信号接收控制电路相连。

进一步地，所述信号接收控制电路包括与三极管VT4的基极相连的电阻R12，正极与电阻R12的另一端相连且负极接地的电解电容C4，集电极与电解电容C4的正极相连且发射极接地的三极管VT2，负极与三极管VT2的集电极相连的二极管D8，一端与二极管D8的正极相连且另一端接地的电容C1，与三极管VT2的基极相连的电阻R6，正极与电阻R6的另一端相连且负极接地的电解电容C3，负极与电解电容C3的正极相连的二极管D9，一端与二极管D8的正极相连且另一端接地的电容C2，一端与二极管D9的正极相连且另一端与飞机信号接收机一个输入端相连的电阻R2，以及一端与二极管D8的正极相连且另一端与飞机信号接收机另一个输入端相连的电阻R1。

本发明还提供了一种空中危险接近自动报警器的报警控制方法，采用了如上述的一种空中危险接近自动报警器，包括如下步骤：

(1)空中飞行中的飞机通过飞机信号发射机发射信号；

(2)当两架飞机靠近处于危险距离时，两架飞机的飞机信号接收机互相接收到对方发射的信号，并发出报警信号；

(3)当飞机进入机场时，飞机信号接收机收到机场信号发射机发出的信号，并锁闭声光报警电路，报警器停止工作。

进一步地，所述飞机信号发射机采用同频分时发射和接收的方法进行信号发射。

进一步地，所述声光报警电路的报警控制过程为：飞机信号接收机收到对方发射的无线电信号，该信号先经过电阻R1、C1进行抗干扰滤波，再经二极管D9向电解电容C4充电，并通过电阻R12送入三极管VT4的基极，三极管VT4导通经电阻R15使三极管VT5基极电位下拉导通，从而触发报警器和发光二极管D3工作，蜂鸣器器随脉冲振荡电路发出报警声，并且电容C4经电阻R12放电，使三极管VT4具有延时关断功能。

进一步地，所述声光报警电路锁闭的方法为：飞机收到机场发射的无线电信号，信号经R2、D8向C3快充电，通过R6加至三极管VT2基极并使其导通，三极管VT2基极电位被拑位至低电平，报警电路实现自动锁闭，报警器停止工作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过在机场内设置机场信号发射机及信号接收控制电路，通过发射专用机场信号对各报警电路进行封闭，当飞机飞离机场一段距离不再接收到机场信号机发射的信号后，电路将自动解锁重新进入待报警状态，避免多架飞机在机场内相互发射和接收对方信息，减小报警干扰。

(2)本发明采用555定时器构成的脉冲振荡电路，使电路发射工作频率分别按照每分钟36--96次振荡式工作，并按照相邻4次频率差设置；各项目电路发射工作时间占空比设定为20％左右；并采取报警后延时工作的措施，在发射和接收相同时间点出现时，有效保证了报警被中断的时间控制在3秒内。由于各项目电路采取了发射工作频率差和发射时间占空比设定，因此可在同一机场内满足15架飞机同时使用。

附图说明

图1为本发明的整体电路结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-状态指示电路，2-稳压电路，3-脉冲振荡电路，4-声光报警电路，5-信号接收控制电路，6-电源系统。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1所示，本发明公开的一种空中危险接近自动报警器，包括用于向机场内的飞机发送信号的机场信号发射机，以及用于向其他飞机发送信号和接收其他飞机和机场信号的报警控制电路；所述报警控制电路包括飞机信号发射机，与飞机信号发射机相连的状态指示电路1和稳压电路2，与状态指示电路1和稳压电路2均相连的脉冲振荡电路3，与脉冲振荡电路3和稳压电路2相连的声光报警电路4，与声光报警电路4相连的信号接收控制电路5，以及与信号接收控制电路4相连的飞机信号接收机；其中，所述稳压电路的输入端连接于飞机本身的电源系统6。在本发明中，信号发射机的发射模块使用PT2262编码器构成的发射电路，发射载波频率为315MHz，信号接收机的接收模块则采用与发射模块相配套的PT2272解码器构成接收电路。其中，PT2262和PT2272除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配。

在本发明中，所述状态指示电路包括源极与飞机信号接收机相连且漏极接地的场效应管VT1，与场效应管VT1的栅极相连的电阻R3、R4，与电阻R3另一端相连的电阻R5、R7，以及正极与电阻R5另一端相连且负极接地的发光二极管D1；其中，电阻R7的另一端与声光报警电路相连，电阻R3、R5、R7的公共端与脉冲振荡电路相连。

在本发明中，所述脉冲振荡电路包括555定时器，一端与555定时器的CV引脚相连且另一端接地的电容C5，一端与555定时器的VCC引脚和R引脚均相连的电阻R8，正极与电阻R8另一端相连的二极管D6，一端与二极管D6相连且另一端与555定时器的TH和TR引脚相连的电阻R9，一端与555定时器的TH和TR引脚相连的电阻R10，正极与电阻R10的另一端相连且负极接555定时器的DC引脚的二极管D7，以及正极与TH和TR引脚相连且负极接地的电解电容C6；其中，555定时器的Q引脚与状态指示电路的电阻R3、R5、R7的公共端相连，555定时器的VCC引脚与稳压电路相连。其中，电阻R8、R9、R10、电容C6、二极管D6和D7构成脉冲振荡发生器。由555定时器集成电路脚3输出脉冲电压分为三路：一路经R3、R4限流分压，送至场效应管VT1的G脚，场效应管VT1随振荡脉冲进行开关式工作，并控制飞机信号发射机振荡式工作：第二路经限流电阻R5、发光二极管发光D1指示发射机处于工作状态；第三路经R7、R13限流分压后送入场效应管VT3的G脚，使报警器按照555振荡频率工作。

在本发明中，所述稳压电路包括VO引脚与飞机信号发射机相连的芯片W1，正极与芯片W1的VI引脚相连且负极接地的电解电容C8，负极与芯片W1的VO引脚相连的二极管D3，一端与二极管D3的正极相连且另一端接地的电容C9，一端与芯片W1的VO引脚相连且另一端接地的电容C10，VO引脚与飞机信号发射机相连且VI引脚与555定时器的VCC引脚的相连的芯片W2，正极与芯片W2的VI引脚相连且负极接地的电解电容C11，负极与芯片W2的VO引脚相连的二极管D4，一端与二极管D4的正极相连且另一端接地的电容C12，一端与芯片W2的VO引脚相连且另一端接地的电容C13，VI引脚与芯片W2的VO引脚相连的芯片W3，正极与芯片W3的VI引脚相连且负极接地的电解电容C14，负极与芯片W3的VO引脚相连的二极管D5，一端与二极管D5的正极相连且另一端接地的电容C16，一端与芯片W3的VO引脚相连且另一端接地的电容C13，以及正极与芯片W3的VO引脚相连且负极接地的电解电容C17；其中，芯片W3的VO引脚与飞机本身的电源系统相连。

在本发明中，飞机信号发射极的发射工作频率和发射时间占空比，决定于脉冲振荡电路的振荡频率和输出脉宽。555电路振荡频率为F＝1.44/(RA+RB)*C，在本电路中RA＝R8+R9,RB＝R8+R10；每一周期时间为T＝T1+T2，高电平脉宽T1＝0.7*RA*C6，低电平脉宽T2＝0.7*RB*C6。高电平脉宽控制发射工作时间。在各电路中，高电平脉宽设定为每周期占空比为20％左右。

在本发明中，所述声光报警电路包括发射极与芯片W3的VO引脚相连的三极管VT5，与三极管VT5的集电极相连的电阻R14和蜂鸣器BUZ，正极与电阻R14的另一端相连的发光二极管D2，一端与三极管VT5的基极相连的电阻R16、R15，一端与电阻R16另一端相连且另一端接地的电容C7，集电极与电阻R15的另一端相连且发射极接地的三极管VT4，栅极与蜂鸣器BUZ且漏极接地的场效应管VT3，以及一端与场效应管VT3的源极相连且另一端接地的电阻R13；其中，场效应管VT3的源极还与状态指示电路的电阻R7相连，三极管VT4的基极与信号接收控制电路相连。

在本发明中，所述信号接收控制电路包括与三极管VT4的基极相连的电阻R12，正极与电阻R12的另一端相连且负极接地的电解电容C4，集电极与电解电容C4的正极相连且发射极接地的三极管VT2，负极与三极管VT2的集电极相连的二极管D8，一端与二极管D8的正极相连且另一端接地的电容C1，与三极管VT2的基极相连的电阻R6，正极与电阻R6的另一端相连且负极接地的电解电容C3，负极与电解电容C3的正极相连的二极管D9，一端与二极管D8的正极相连且另一端接地的电容C2，一端与二极管D9的正极相连且另一端与飞机信号接收机一个输入端相连的电阻R2，以及一端与二极管D8的正极相连且另一端与飞机信号接收机另一个输入端相连的电阻R1。

当两驾飞机处于危险距离时，飞机信号接收机收到对方飞机信号发射机发射的无线电信号，该信号先经过电阻R1、电容C1进行抗干扰滤波，再经二极管D8向电解电容C4充电，并通过电阻R12送入三极管VT4的基极，VT4导通经电阻R15使三极管VT5基极电位下拉导通，从而触发报警器和发光二极管D3工作，蜂鸣器随脉冲振荡电路的振荡频率发出报警声。电解电容C4经电阻R12放电，使VT4具有延时关断功能，从而有效防止出现间歇报警的问题。

通过上述设计，本发明通过在机场内设置机场信号发射机及信号接收控制电路，通过发射专用机场信号对各报警电路进行封闭，当飞机飞离机场一段距离不再接收到机场信号机发射的信号后，电路将自动解锁重新进入待报警状态，避免多架飞机在机场内相互发射和接收对方信息，减小报警干扰。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空中危险接近自动报警器，其特征在于，包括用于向机场内的飞机发送信号的机场信号发射机，以及用于向其他飞机发送信号和接收其他飞机和机场信号的报警控制电路；

所述报警控制电路包括飞机信号发射机，与飞机信号发射机相连的状态指示电路(1)和稳压电路(2)，与状态指示电路(1)和稳压电路(2)均相连的脉冲振荡电路(3)，与脉冲振荡电路(3)和稳压电路(2)相连的声光报警电路(4)，与声光报警电路(4)相连的信号接收控制电路(5)，以及与信号接收控制电路(5)相连的飞机信号接收机；其中，所述稳压电路(2)的输入端连接于飞机本身的电源系统(6)。

2.根据权利要求1所述的一种空中危险接近自动报警器，其特征在于，所述状态指示电路包括源极与飞机信号接收机相连且漏极接地的场效应管VT1，与场效应管VT1的栅极相连的电阻R3、R4，与电阻R3另一端相连的电阻R5、R7，以及正极与电阻R5另一端相连且负极接地的发光二极管D1；其中，电阻R7的另一端与声光报警电路相连，电阻R3、R5、R7的公共端与脉冲振荡电路相连。

3.根据权利要求2所述的一种空中危险接近自动报警器，其特征在于，所述脉冲振荡电路包括555定时器，一端与555定时器的CV引脚相连且另一端接地的电容C5，一端与555定时器的VCC引脚和R引脚均相连的电阻R8，正极与电阻R8另一端相连的二极管D6，一端与二极管D6相连且另一端与555定时器的TH和TR引脚相连的电阻R9，一端与555定时器的TH和TR引脚相连的电阻R10，正极与电阻R10的另一端相连且负极接555定时器的DC引脚的二极管D7，以及正极与TH和TR引脚相连且负极接地的电解电容C6；其中，555定时器的Q引脚与状态指示电路的电阻R3、R5、R7的公共端相连，555定时器的VCC引脚与稳压电路相连。

4.根据权利要求3所述的一种空中危险接近自动报警器，其特征在于，所述稳压电路包括VO引脚与飞机信号发射机相连的芯片W1，正极与芯片W1的VI引脚相连且负极接地的电解电容C8，负极与芯片W1的VO引脚相连的二极管D3，一端与二极管D3的正极相连且另一端接地的电容C9，一端与芯片W1的VO引脚相连且另一端接地的电容C10，VO引脚与飞机信号发射机相连且VI引脚与555定时器的VCC引脚的相连的芯片W2，正极与芯片W2的VI引脚相连且负极接地的电解电容C11，负极与芯片W2的VO引脚相连的二极管D4，一端与二极管D4的正极相连且另一端接地的电容C12，一端与芯片W2的VO引脚相连且另一端接地的电容C13，VI引脚与芯片W2的VO引脚相连的芯片W3，正极与芯片W3的VI引脚相连且负极接地的电解电容C14，负极与芯片W3的VO引脚相连的二极管D5，一端与二极管D5的正极相连且另一端接地的电容C16，一端与芯片W3的VO引脚相连且另一端接地的电容C13，以及正极与芯片W3的VO引脚相连且负极接地的电解电容C17；其中，芯片W3的VO引脚与飞机本身的电源系统相连。

5.根据权利要求4所述的一种空中危险接近自动报警器，其特征在于，所述声光报警电路包括发射极与芯片W3的VO引脚相连的三极管VT5，与三极管VT5的集电极相连的电阻R14和蜂鸣器BUZ，正极与电阻R14的另一端相连的发光二极管D2，一端与三极管VT5的基极相连的电阻R16、R15，一端与电阻R16另一端相连且另一端接地的电容C7，集电极与电阻R15的另一端相连且发射极接地的三极管VT4，栅极与蜂鸣器BUZ且漏极接地的场效应管VT3，以及一端与场效应管VT3的源极相连且另一端接地的电阻R13；其中，场效应管VT3的源极还与状态指示电路的电阻R7相连，三极管VT4的基极与信号接收控制电路相连。

6.根据权利要求5所述的一种空中危险接近自动报警器，其特征在于，所述信号接收控制电路包括与三极管VT4的基极相连的电阻R12，正极与电阻R12的另一端相连且负极接地的电解电容C4，集电极与电解电容C4的正极相连且发射极接地的三极管VT2，负极与三极管VT2的集电极相连的二极管D8，一端与二极管D8的正极相连且另一端接地的电容C1，与三极管VT2的基极相连的电阻R6，正极与电阻R6的另一端相连且负极接地的电解电容C3，负极与电解电容C3的正极相连的二极管D9，一端与二极管D8的正极相连且另一端接地的电容C2，一端与二极管D9的正极相连且另一端与飞机信号接收机一个输入端相连的电阻R2，以及一端与二极管D8的正极相连且另一端与飞机信号接收机另一个输入端相连的电阻R1。

7.一种空中危险接近自动报警器的报警控制方法，其特征在于，采用了如权利要求1～7任一项所述的一种空中危险接近自动报警器，包括如下步骤：

(1)空中飞行中的飞机通过飞机信号发射机发射信号；

(2)当两架飞机靠近处于危险距离时，两架飞机的飞机信号接收机互相接收到对方发射的信号，并发出报警信号；

(3)当飞机进入机场时，飞机信号接收机收到机场信号发射机发出的信号，并锁闭声光报警电路，报警器停止工作。

8.根据权利要求7所述的一种空中危险接近自动报警器的报警控制方法，其特征在于，所述飞机信号发射机采用同频分时发射和接收的方法进行信号发射。

9.根据权利要求7所述的一种空中危险接近自动报警器的报警控制方法，其特征在于，所述声光报警电路的报警控制过程为：飞机信号接收机收到对方发射的无线电信号，该信号先经过电阻R1、C1进行抗干扰滤波，再经二极管D9向电解电容C4充电，并通过电阻R12送入三极管VT4的基极，三极管VT4导通经电阻R15使三极管VT5基极电位下拉导通，从而触发报警器和发光二极管D3工作，蜂鸣器器随脉冲振荡电路发出报警声，并且电容C4经电阻R12放电，使三极管VT4具有延时关断功能。

10.根据权利要求7所述的一种空中危险接近自动报警器的报警控制方法，其特征在于，所述声光报警电路锁闭的方法为：飞机收到机场发射的无线电信号，信号经R2、D8向C3快充电，通过R6加至三极管VT2基极并使其导通，三极管VT2基极电位被拑位至低电平，报警电路实现自动锁闭，报警器停止工作。

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