CN114217327A - 一种搜救引导器及其呼救方法 - Google Patents

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代婷钰
郑然�
马炬
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王莘文
宗方
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Abstract

本发明涉及应急救生设备领域，具体涉及一种搜救引导器及其呼救方法。一种搜救引导器，包括罩壳，所述罩壳前表面上端设置有北斗天线，所述北斗天线上设置有保护盖；所述罩壳前表面设置有闪光示位灯；还包括超短波天线；所述罩壳一侧侧面上设置有开关机按键和调试接口；所述罩壳后表面设置有开口，所述开口内设置有电池仓，所述电池仓内设置有电池，所述开口上设置有电池盖；所述罩壳内部设置有无线电定位模块、北斗定位模块和电源模块。本发明结构简单，易于携带，具有良好自然环境适应性；一键式操作，使用方便；能兼容现役无线电定位体制，功能可靠。

Description

一种搜救引导器及其呼救方法
技术领域
本发明涉及应急救生设备领域，具体涉及一种搜救引导器及其呼救方法。
背景技术
由于战场环境下的搜救活动，既要确保搜救活动的时效性和便利性，又要符合作战行动对隐蔽性和保密性的要求，搜救定位装备还要满足方便战士携带、需求数量大的要求。因此，搜救定位设备的功能性、隐蔽性、安全性、便携性和经济性，成为是否符合战场需要的关键指标。
我军现役呼救定位装置主要用于飞行员、舰船和潜艇人员、特战人员及其他高价值人员，并未普遍覆盖陆战场作战人员。现役装备最主要是使用北斗定位，依赖于卫星，一旦卫星信号被遮挡，则无法进行呼救；还有无线电手持救生电台，但其造价高，不便于大批量配发使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种搜救引导器及其呼救方法，来解决现役搜寻定位装备造价昂贵不便于大批量使用，以及受卫星信号影响不便于使用的的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
技术方案一：
一种搜救引导器，包括罩壳，所述罩壳前表面上端设置有北斗天线；所述北斗天线上设置有保护盖；所述罩壳前表面设置有闪光示位灯；
还包括超短波天线，所述超短波天线一端设置在所述罩壳前表面的左上角，所述超短波天线与所述罩壳使用万向铰连接；所述罩壳前表面左边沿设置有与所述超短波天线匹配的凹槽；
所述罩壳一侧侧面上设置有开关机按键和调试接口；所述开关机按键用于开关机；所述调试接口用于对搜救引导器进行调试；
所述罩壳后表面设置有开口，所述开口内设置有电池仓，所述电池仓内设置有电池，所述开口上设置有电池盖；所述电池仓用于安装电池，所述电池用于为搜救引导器供电；
所述罩壳内部设置有无线电定位模块、北斗定位模块和电源模块；
所述无线电定位模块用于发射无线电信标、发送北斗定位结果、接收搜索探寻信号和接收关闭信号；
所述北斗定位模块用于进行北斗RNSS定位、RDSS定位及北斗短报文通信。
所述电源模块与电池仓连接，所述电源模块用于将电池供电电压转换为工作电压；
所述电源模块分别与所述北斗定位模块和所述无线电定位模块电连接；所述北斗定位模块分别与所述无线电定位模块、所述北斗天线电连接；所述无线电定位模块分别与所述北斗定位模块、所述超短波天线、所述开关机按键、所述调试接口和所述闪光示位灯电连接。
进一步的，所述北斗天线包括B1天线、L天线和S天线，所述B1天线设置在所述罩壳前表面，所述L天线设置在所述B1天线上，所述S天线设置在所述L天线上，使用PCB叠层焊接；
所述B1天线、所述L天线和所述S天线均为圆极化天线，均采用单馈点馈电实现圆极化；B1天线、L天线、S天线的馈电网络设置在B1天线的下的同一平面内。
进一步的，所述超短波天线为可伸缩式拉杆天线。
进一步的，所述无线电定位模块包括主控单元、数字处理单元、接收单元、发射单元和频合单元；
主控单元用于控制无线电定位模块发送和接收信号，以及控制闪光示位灯开启，并与北斗定位模块进行交互；
接收单元用于将所述超短波天线接收的射频信号转化为10.7MHz中频信号，再将该中频信号传输至数字处理单元；
数字处理单元用于对中频信号进行处理；
发射单元用于对中频信号进行上变频、滤波和功率放大，在243MHz救生频点发射信标功率信号；
频合单元为数字单元提供所需的标频时钟信号，为接收单元和发射单元提供本振信号。
进一步的，主控单元采用ARM芯片实现，数字处理单元利用DSP、FPGA、A/D等组成通用硬件平台，采用软件驱动的方式实现功能；在数字处理单元中，中频信号经A/D转换后在FPGA内部完成码和载波的同步、跟踪、解调和解扩，然后将数据送给DSP，DSP进行Vi terbi译码后做出应答，将响应的数据(含响应指令、地址码等)连同测距码、同步码、校验等进行卷积和扩频，经D/A转换后送发射单元。
进一步的，所述北斗定位模块包括L滤波器、S滤波器、5W PA、LNA、RDSS射频芯片、RDSS基带信号处理芯片、B1滤波器、B1 LNA和B1处理芯片。
技术方案二：
一种搜救引导器的呼救方法，包括以下步骤：
步骤1，使用北斗定位模块进行北斗RDSS定位；
步骤2，使用北斗定位模块进行北斗RNSS定位；
步骤3，使用北斗定位模块发送北斗短报文；
步骤4，使用无线电定位模块发射无线电信标；
步骤5，进入无线电接收状态，使用无线电定位模块接收搜索探询信号和关闭信号；若未接收到搜索探询信号，则重复步骤1～5；若接收到接收到搜索探询信号，则使用无线电定位模块进行无线电定位应答，并发送北斗定位结果，重新进入无线电接收状态；
步骤6，若接收到关闭信号，则关闭搜救引导器电源，完成救援引导。
进一步的，步骤1中，北斗RDSS定位为：S天线将接收到的RD微弱信号传输至S滤波器进行滤波，再经S LNA放大处理后传输至RDSS射频芯片，RDSS射频芯片将RD微弱信号进行变频后传输至RDSS基带信号处理芯片，RDSS基带信号处理芯片将处理好的定位数据发送到无线电定位模块的主控单元。
进一步的，步骤2中，北斗RNSS定位为：B1天线将接收到的B1微弱信号传输至B1滤波器进行滤波，再经B1 LNA放大处理后传输至B1处理芯片，B1处理芯片将处理好的定位数据发送到无线电定位模块的主控单元。
进一步的，步骤3中，发送北斗短报文为：无线电定位模块的主控单元将需要发送的北斗短报文传输至RDSS基带信号处理芯片，RDSS基带信号处理芯片控制RDSS射频芯片发射北斗短报文信号，RDSS射频芯片发射的北斗短报文信号再经过5W PA、L滤波器处理，最终通过L天线发射出去。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：结构简单，易于携带，具有良好自然环境适应性；一键式操作，使用方便；兼容现役无线电定位体制，功能可靠。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明搜救引导器实施例的结构爆炸示意图；
图2为本发明搜救引导器实施例的结构示意图；
图3为本发明搜救引导器实施例的北斗天线结构示意图；图3(a)为北斗天线俯视图；图3(b)为北斗天线侧视图；
图4为本发明搜救引导器实施例的无线电定位模块功能组成示意图；
图5为本发明搜救引导器实施例的北斗定位模块功能组成示意图；
图6为本发明搜救引导器的呼救方法的流程图。
以上图中：1罩壳；101电池盖；2北斗天线；201保护盖；3超短波天线；4闪光示位灯；5无线电定位模块；6北斗定位模块；7电源模块；8电池；9开关机按键；10B1天线；11L天线；12S天线。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
参考图1，为本发明搜救引导器实施例的结构爆炸示意图；参考图2，为本发明搜救引导器实施例的结构示意图；
一种搜救引导器，包括罩壳1，所述罩壳1前表面上端设置有北斗天线2；所述北斗天线2上设置有保护盖201；所述罩壳1前表面设置有闪光示位灯4；闪光示位灯4用于开机状态指示及夜晚引导搜救。
还包括超短波天线3，所述超短波天线3一端设置在所述罩壳1前表面的左上角，所述超短波天线3与所述罩壳1使用万向铰连接；所述罩壳1前表面左边沿设置有与所述超短波天线3匹配的凹槽；
所述罩壳1一侧侧面上设置有开关机按键9和调试接口；所述开关机按键9用于开关机；所述调试接口用于对搜救引导器进行调试；
所述罩壳1后表面设置有开口，所述开口内设置有电池仓，所述电池仓内设置有电池8，所述开口上设置有电池盖101；所述电池仓用于安装电池8，所述电池8用于为搜救引导器供电；电池8采用可充电锂离子电池，采用四节单体18650锂电池串联；电池盖101可在不借助工具的情况下可快速打开及合拢电池仓。
所述罩壳1内部设置有无线电定位模块5、北斗定位模块6和电源模块7；
所述无线电定位模块5用于发射无线电信标、发送北斗定位结果和接收搜索、探寻信号；
所述北斗定位模块6用于进行北斗RNSS定位、RDSS定位及北斗短报文通信。
所述电源模块7与电池仓连接，所述电源模块7用于将电池8供电电压转换为工作电压；
所述电源模块7分别与所述北斗定位模块6和所述无线电定位模块5电连接；所述北斗定位模块6分别与所述无线电定位模块5、所述北斗天线2电连接；所述无线电定位模块5分别与所述北斗定位模块6、所述超短波天线3、所述开关机按键9、所述调试接口和所述闪光示位灯4电连接。。
进一步的，参考图3，为本发明搜救引导器实施例的北斗天线2结构示意图；所述北斗天线2包括B1天线10、L天线11和S天线12，所述B1天线10设置在所述罩壳1前表面，所述L天线11设置在所述B1天线10上，所述S天线12设置在所述L天线11上，使用PCB叠层焊接；
所述B1天线10、所述L天线11和所述S天线12均为圆极化天线，均采用单馈点馈电实现圆极化；B1天线10、L天线11、S天线12的馈电网络设置在B1天线10的下的同一平面内。
进一步的，所述超短波天线3为可伸缩式拉杆天线。
进一步的，参考图4，为本发明搜救引导器实施例的无线电定位模块5功能组成示意图；所述无线电定位模块5包括主控单元、数字处理单元、接收单元、发射单元和频合单元；
主控单元用于控制无线电定位模块5发送和接收信号，以及控制闪光示位灯4开启，并与北斗定位模块6进行交互；
接收单元用于将所述超短波天线3接收的射频信号转化为10.7MHz中频信号，再将该中频信号传输至数字处理单元；
数字处理单元用于对中频信号进行处理；
发射单元用于对中频信号进行上变频、滤波和功率放大，在243MHz救生频点发射信标功率信号；
频合单元为数字单元提供所需的标频时钟信号，为接收单元和发射单元提供本振信号。
进一步的，主控单元采用ARM芯片实现，数字处理单元利用DSP、FPGA、A/D等组成通用硬件平台，采用软件驱动的方式实现功能；在数字处理单元中，中频信号经A/D转换后在FPGA内部完成码和载波的同步、跟踪、解调和解扩，然后将数据送给DSP，DSP进行Vi terbi译码后做出应答，将响应的数据含响应指令、地址码等连同测距码、同步码、校验等进行卷积和扩频，经D/A转换后送发射单元。
进一步的，参考图5，为本发明搜救引导器实施例的北斗定位模块6功能组成示意图；所述北斗定位模块6包括L滤波器、S滤波器、5W PA、LNA、RDSS射频芯片、RDSS基带信号处理芯片、B1滤波器、B1 LNA和B1处理芯片。
参考图6，为本发明搜救引导器的呼救方法的流程图；
该搜救引导器的呼救方法，包括以下步骤：
步骤1，使用北斗定位模块6进行北斗RDSS定位；
步骤2，使用北斗定位模块6进行北斗RNSS定位；
步骤3，使用北斗定位模块6发送北斗短报文；
步骤4，使用无线电定位模块5发射无线电信标；
步骤5，进入无线电接收状态，使用无线电定位模块5接收搜索探询信号；若未接收到搜索探询信号，则重复步骤1～5；若接收到接收到搜索探询信号，则使用无线电定位模块5进行无线电定位应答，并发送北斗定位结果，打开闪光示位灯4，重新进入无线电接收状态，持续接收关闭信号；
步骤6，若接收到关闭信号，则关闭搜救引导器电源，完成救援引导。
进一步的，参考图5，步骤1中，北斗RDSS定位为：S天线12将接收到的RD微弱信号传输至S滤波器进行滤波，再经S LNA放大处理后传输至RDSS射频芯片，RDSS射频芯片将RD微弱信号进行变频后传输至RDSS基带信号处理芯片，RDSS基带信号处理芯片将处理好的定位数据发送到无线电定位模块5的主控单元；
进一步的，参考图5，步骤2中，北斗RNSS定位为：B1天线10将接收到的B1微弱信号传输至B1滤波器进行滤波，再经B1 LNA放大处理后传输至B1处理芯片，B1处理芯片将处理好的定位数据发送到无线电定位模块5的主控单元；
进一步的，参考图5，步骤3中，发送北斗短报文为：无线电定位模块5的主控单元将需要发送的北斗短报文传输至RDSS基带信号处理芯片，RDSS基带信号处理芯片控制RDSS射频芯片发射北斗短报文信号，RDSS射频芯片发射的北斗短报文信号再经过5W PA、L滤波器处理，最终通过L天线11发射出去。
该搜救引导器以通用数字平台方式ARM+DSP+FPGA方式，实现243MHz专用救生频点的搜救、北斗定位、闪光示位功能。
求救人员使用该搜救引导器时，仅需按下开关机按键9，搜救引导器即可开机并自动发送求救信息和北斗定位信息，引导救援人员来救援；也可再次按下开关机按键9来关机，自行终止该搜救引导器运行。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种搜救引导器，其特征在于，包括罩壳(1)，所述罩壳(1)前表面上端设置有北斗天线(2)；所述北斗天线(2)上设置有保护盖(201)；所述罩壳(1)前表面设置有闪光示位灯(4)；
还包括超短波天线，所述超短波天线一端设置在所述罩壳(1)前表面的左上角，所述超短波天线与所述罩壳(1)使用万向铰连接；所述罩壳(1)前表面左边沿设置有与所述超短波天线匹配的凹槽；
所述罩壳(1)一侧侧面上设置有开关机按键(9)和调试接口；所述开关机按键(9)用于开关机；所述调试接口用于对搜救引导器进行调试；
所述罩壳(1)后表面设置有开口，所述开口内设置有电池仓，所述电池仓内设置有电池(8)，所述开口上设置有电池盖(101)；所述电池仓用于安装电池(8)，所述电池(8)用于为搜救引导器供电；
所述罩壳(1)内部设置有无线电定位模块(5)、北斗定位模块(6)和电源模块(7)；所述无线电定位模块(5)用于发射无线电信标、发送北斗定位结果、接收搜索探寻信号和接收关闭信号；所述北斗定位模块(6)用于进行北斗RNSS定位、RDSS定位及北斗短报文通信；所述电源模块(7)与电池仓连接，所述电源模块(7)用于将电池(8)供电电压转换为工作电压；
所述电源模块(7)分别与所述北斗定位模块(6)和所述无线电定位模块(5)电连接；所述北斗定位模块(6)分别与所述无线电定位模块(5)、所述北斗天线(2)电连接；所述无线电定位模块(5)分别与所述北斗定位模块(6)、所述超短波天线(3)、所述开关机按键(9)、所述调试接口和所述闪光示位灯(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的搜救引导器，其特征在于，所述北斗天线(2)包括B1天线(10)、L天线(11)和S天线(12)，所B1天线(10)设置在所述罩壳(1)前表面，所述L天线(11)设置在所述B1天线(10)上，所述S天线(12)设置在所述L天线(11)上，使用PCB叠层焊接；
所述B1天线(10)、所述L天线(11)和所述S天线(12)均为圆极化天线，均采用单馈点馈电实现圆极化；B1天线(10)、L天线(11)、S天线(12)的馈电网络设置在B1天线(10)的下的同一平面内。
3.根据权利要求2所述的搜救引导器，其特征在于，所述超短波天线(3)为可伸缩式拉杆天线。
4.根据权利要求3所述的搜救引导器，其特征在于，所述无线电定位模块(5)包括主控单元、数字处理单元、接收单元、发射单元和频合单元；
主控单元用于控制无线电定位模块(5)发送和接收信号，以及控制闪光示位灯(4)开启，并与北斗定位模块(6)进行交互；
接收单元用于将所述超短波天线(3)接收的射频信号转化为10.7MHz中频信号，再将该中频信号传输至数字处理单元；
数字处理单元用于对中频信号进行处理；
发射单元用于对中频信号进行上变频、滤波和功率放大，在243MHz救生频点发射信标功率信号；
频合单元为数字单元提供所需的标频时钟信号，为接收单元和发射单元提供本振信号。
5.根据权利要求4所述的搜救引导器，其特征在于，主控单元采用ARM芯片实现，数字处理单元利用DSP、FPGA、A/D等组成通用硬件平台，采用软件驱动的方式实现功能；在数字处理单元中，中频信号经A/D转换后在FPGA内部完成码和载波的同步、跟踪、解调和解扩，然后将数据送给DSP，DSP进行Viterbi译码后做出应答，将响应的数据(含响应指令、地址码等)连同测距码、同步码、校验等进行卷积和扩频，经D/A转换后送发射单元。
6.根据权利要求5所述的搜救引导器，其特征在于，所述北斗定位模块(6)包括L滤波器、S滤波器、5W PA、LNA、RDSS射频芯片、RDSS基带信号处理芯片、B1滤波器、B1 LNA和B1处理芯片。
7.一种搜救引导器的呼救方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，使用北斗定位模块(6)进行北斗RDSS定位；
步骤2，使用北斗定位模块(6)进行北斗RNSS定位；
步骤3，使用北斗定位模块(6)发送北斗短报文；
步骤4，使用无线电定位模块(5)发射无线电信标；
步骤5，进入无线电接收状态，使用无线电定位模块(5)接收搜索探询信号和关闭信号；若未接收到搜索探询信号，则重复步骤1～5；若接收到接收到搜索探询信号，则使用无线电定位模块(5)进行无线电定位应答，并发送北斗定位结果，重新进入无线电接收状态；
步骤6，若接收到关闭信号，则关闭搜救引导器电源，完成救援引导。
8.根据权利要求7所述的搜救引导器的呼救方法，其特征在于，步骤1中，北斗RDSS定位为：S天线(12)将接收到的RD微弱信号传输至S滤波器进行滤波，再经S LNA放大处理后传输至RDSS射频芯片，RDSS射频芯片将RD微弱信号进行变频后传输至RDSS基带信号处理芯片，RDSS基带信号处理芯片将处理好的定位数据发送到无线电定位模块(5)的主控单元。
9.根据权利要求7所述的搜救引导器的呼救方法，其特征在于，步骤2中，北斗RNSS定位为：B1天线(10)将接收到的B1微弱信号传输至B1滤波器进行滤波，再经B1 LNA放大处理后传输至B1处理芯片，B1处理芯片将处理好的定位数据发送到无线电定位模块(5)的主控单元。
10.根据权利要求7所述的搜救引导器的呼救方法，其特征在于，步骤3中，发送北斗短报文为：无线电定位模块(5)的主控单元将需要发送的北斗短报文传输至RDSS基带信号处理芯片，RDSS基带信号处理芯片控制RDSS射频芯片发射北斗短报文信号，RDSS射频芯片发射的北斗短报文信号再经过5WPA、L滤波器处理，最终通过L天线(11)发射出去。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114942028A (zh) * 2022-05-24 2022-08-26 石家庄兵甲堂高科技有限公司 基于多维度信号的目标定位方法、装置、终端设备和系统

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CN114942028A (zh) * 2022-05-24 2022-08-26 石家庄兵甲堂高科技有限公司 基于多维度信号的目标定位方法、装置、终端设备和系统

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