CN205029006U

CN205029006U - 一种用于监测测向的飞行器

Info

Publication number: CN205029006U
Application number: CN201520823925.6U
Authority: CN
Inventors: 宁涛; 赵清华; 李贵平; 吴伟冬; 胡寿明
Original assignee: Chengdu Jiuhua Yuantong Technology Development Co Ltd
Current assignee: Chengdu Jiuhua Yuantong Technology Development Co Ltd
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2025-10-23

Abstract

本实用新型公开了一种用于监测测向的飞行器，它包括监测测向天线、机载测向设备（13）和旋翼飞行器；所述的监测测向天线包括天线支架和两个偶极子天线（1），天线支架包括天线支撑管（2）、立杆和天线中间固定座，天线中间固定座将天线支撑管（2）和立杆固定为T型结构，天线支撑管（2）的两端设有天线连接座（3），天线连接座（3）上设有至少一个第一凸台（4），偶极子天线（1）上设有至少一个第一扣接装置，偶极子天线（1）通过第一扣接装置扣接在第一凸台（4）上；合路器壳体（8）的第二端与机载测向设备（13）连。本实用新型天线支架与偶极子天线扣接，可以方便的实现监测测向天线的装配和拆卸，提高了监测测向天线的便携性。

Description

一种用于监测测向的飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种用于监测测向的飞行器。

背景技术

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”。

对于干涉仪测向体制，其测向原理是：依据电波在行进中，从不同方向来的电波到达测向天线阵时，在空间上各测向天线单元接收的相位不同，因而相互间的相位差也不同，通过测定来波相位和相位差，即可确定来波方向。在干涉仪测向方式中，是直接测量测向天线感应电压的相位，而后求解相位差，其数学公式与幅度比较式测向的公式十分相似。干涉仪测向具有精度高、速度快的特点而在电子战中得到广泛应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于监测测向的飞行器，天线支架与偶极子天线扣接，可以方便的进行装配和拆卸。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于监测测向的飞行器，它包括监测测向天线、机载测向设备和旋翼飞行器；

所述的监测测向天线包括天线支架和两个偶极子天线，天线支架包括天线支撑管、立杆和天线中间固定座，天线中间固定座将天线支撑管和立杆固定为T型结构，天线支撑管的两端设有天线连接座，天线连接座上设有至少一个第一凸台，偶极子天线上设有至少一个第一扣接装置，偶极子天线通过第一扣接装置扣接在第一凸台上；所述天线中间固定在包括上固定座和下固定座，上固定座的第一端和下固定座的第一端组成固定孔，下固定座设有第一通孔，天线支撑管中部设有第一开口，天线支撑管贯穿固定孔，第一通孔与第一开口配合连接；所述立杆包括中通管和合路器壳体，中通管的第一端和合路器壳体的第一端固定连接；所述下固定座的第二端设有第二凸台，中通管通过第二扣接装置扣接在第二凸台上；合路器壳体的第二端与机载测向设备连接；

所述的机载测向设备包括外部壳体和内部电路；所述的内部电路包括GPS模块、GPS天线、电子罗盘、X86板卡、接收机、WIFI模块和WIFI全向天线；GPS模块接收来自GPS天线的射频信号，GPS模块的输出端与X86板卡连接，电子罗盘与X86板卡连接，接收机接收来自监测测向天线的射频信号，接收机与X86处理板连接，X86板卡的检测天线控制输出端与监测测向天线连接，X86板卡还与WIFI模块连接，WIFI模块与WIFI全向天线连接，WIFI全向天线接收来自外部监测终端的信号或者向外部监测终端发送信号；所述的外部壳体的侧面设置有用于挂载在旋翼飞行器上的螺钉；

所述的旋翼飞行器包括机身和设置与机身内部的飞行器电路，所述的机身包括机体、多个与机体连接的旋翼臂和多个与旋翼臂连接的旋翼模组，所述的旋翼模组包括控制旋翼轴旋转的调速装置、旋翼轴、与旋翼轴连接的旋翼，所述的机体底部设置有多个用于挂载机载测向设备的挂钩；所述的飞行器电路包括无线通信模块、控制模块、能源模块；所述的能源模块为无线通信模块、控制模块、调速装置供电；所述的无线通信模块与控制模块连接，控制模块的多个控制输出端与调速装置连接。

所述的外部壳体设置有多个通风孔，所述的X86板卡上设置有冷板。

所述的内部电路还包括电源管理板和电池；电池与电源管理板连接，电源管理板在对电池的电压进行转换之后分别向GPS模块、电子罗盘、X86板卡、接收机、WIFI模块和监测测向天线供电。

所述的旋翼飞行器还包括两个支架，所述的支架的固定端与机体底部连接。

所述中通管的第二端设有至少一个第二扣接装置，合路器壳体的第二端设有至少一个第三扣接装置。

所述下固定座的第二端设有第二凸台，中通管过第二扣接装置扣接在第二凸台上。

所述第一扣接装置、第二扣接装置和第三扣接装置包括两个第三凸台、安装在两个第三凸台之间的扭簧和安装在扭簧上的扣接部。

所述偶极子天线包括主壳体和盖板，主壳体和盖板均为T型结构，主壳体和盖板组成T型偶极子天线壳体。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型中天线支架与偶极子天线扣接，可以方便的实现监测测向天线的装配和拆卸，在需要将监测测向天线运送到远处时，能够将监测测向天线拆卸为两个偶极子天线和天线支架，天线支架还能进一步拆卸为天线支撑管、立杆和天线中间固定座，到达目的地后再进行装配，提高了监测测向天线的便携性。

（2）本实用新型采用多种散热结构，保证机载测向设备的通信距离不会因为温度的原因而减少。在设备的外壳上增加通风孔，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。在X86的核心板上增加冷板，增加冷板降低了X86板卡的温度，提高X86板卡的稳定性和可靠性。

（3）本实用新型还提供了一种具有挂钩的旋翼飞行器，具体地，可以监测测向设备通过挂钩挂载在旋翼飞行器上；并且，本实用新型还对实时将飞行位置通知给地面终端。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为开孔后的机载测向设备结构示意图；

图4为机载测向设备内部电路模块图；

图5为电源管理板分配情况示意图；

图6为旋翼飞行器结构图；

图7为旋翼飞行器局部示意图；

图8为旋翼飞行器的电路模块图；

图中，1-偶极子天线，2-天线支撑管，3-天线连接座，4-第一凸台，5-上固定座，6-下固定座，7-中通管，8-合路器壳体，9-第二凸台，10-第三凸台，11-扭簧，12-扣接部，13-机载测向设备，14-通风孔，15-旋翼臂，16-调速装置，17-旋翼，18-底座，19-柱状体，20-挂钩，21-支架，22-螺钉。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案：一种用于监测测向的飞行器，它包括监测测向天线、机载测向设备13和旋翼飞行器；

如图1和图2所示，所述的监测测向天线包括天线支架和两个偶极子天线1，天线支架包括天线支撑管2、立杆和天线中间固定座，天线中间固定座将天线支撑管2和立杆固定为T型结构，天线支撑管2的两端设有天线连接座3，天线连接座3上设有至少一个第一凸台4，偶极子天线1上设有至少一个第一扣接装置，偶极子天线1通过第一扣接装置扣接在第一凸台4上；所述天线中间固定在包括上固定座5和下固定座6，上固定座5的第一端和下固定座6的第一端组成固定孔，下固定座6设有第一通孔，天线支撑管2中部设有第一开口，天线支撑管2贯穿固定孔，第一通孔与第一开口配合连接；所述立杆包括中通管7和合路器壳体8，中通管7的第一端和合路器壳体8的第一端固定连接；所述下固定座6的第二端设有第二凸台9，中通管7通过第二扣接装置扣接在第二凸台9上；合路器壳体8的第二端与机载测向设备13连接。

所述中通管7的第二端设有至少一个第二扣接装置，合路器壳体8的第二端设有至少一个第三扣接装置。

所述下固定座6的第二端设有第二凸台9，中通管7通过第二扣接装置扣接在第二凸台9上。

所述第一扣接装置、第二扣接装置和第三扣接装置包括两个第三凸台10、安装在两个第三凸台10之间的扭簧11和安装在扭簧11上的扣接部12。

所述偶极子天线1包括主壳体和盖板，主壳体和盖板均为T型结构，主壳体和盖板组成T型偶极子天线壳体。

本实用新型中天线支架与偶极子天线1扣接，可以方便的实现监测测向天线的装配和拆卸，在需要将监测测向天线运送到远处时，能够将监测测向天线拆卸为两个偶极子天线1和天线支架，天线支架还能进一步拆卸为天线支撑管2、立杆和天线中间固定座，到达目的地后再进行装配，提高了监测测向天线的便携性。

所述的机载测向设备13包括外部壳体和内部电路；如图4所示，所述的内部电路包括GPS模块、GPS天线、电子罗盘、X86板卡、接收机、WIFI模块和WIFI全向天线；GPS模块接收来自GPS天线的射频信号，GPS模块的输出端与X86板卡连接，电子罗盘与X86板卡连接，接收机接收来自监测测向天线的射频信号，接收机与X86处理板连接，X86板卡的检测天线控制输出端与监测测向天线连接，X86板卡还与WIFI模块连接，WIFI模块与WIFI全向天线连接，WIFI全向天线接收来自外部监测终端的信号或者向外部监测终端发送信号；所述的外部壳体的侧面设置有用于挂载在旋翼飞行器上的螺钉22；

升空干涉仪测向，使用的升空设备是旋翼飞行器。旋翼飞行器不能在雨天飞行，因此机载测向设备13也就不需要防雨，在设备的外壳上增加通风孔14，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。开孔后的机载测向设备13如图3所示。

所述的通风孔14设置于机载测向设备13的两侧，并且呈对称分布。

为了提高X86板卡的稳定性，在X86的核心板上增加冷板，增加冷板降低了X86板卡的温度，提高了可靠性。

天线接收到空间信号后，送到数字接收机进行处理；由数字接收机进行模拟下变频和AD采样，输出I/Q信号到X86处理板，X86处理板对I/Q信号进行FFT处理，输出需要的频谱信息和幅度信息，X86处理板同时处理电子罗盘的方位信息。频谱信息、幅度信息和方位信息通过输出传输单元传输到外部监测终端。

数字接收机采用Ettus的USRPB210，该板卡实现宽带射频信号的变频，中频信号的ADC，对I/Q信号的DDC处理。

X86系统主板主要完成系统信号处理以及网络管理等核心处理，同时具备WIFI通信以及传输功能，X86主板采用广州致远电子股份有限公司开发的具备标准接口的COME1054-02核心板。

飞行器在飞行过程中，受空中气流影响，以及飞行路径的改变，飞行姿态随时在发生变化，因此需要选用三轴电子罗盘。本实用新型采用南京觉微电子的ECS-V1.0电子罗盘，该电子罗盘具有体积小、功耗低、高灵敏度、响应速度快等特点。

选用体积小、重量轻、有网口和USB口的WIFI模块。本实用新型选择BL-2170-RZ1B型WIFI模块。

飞行器载WIFI天线选用体积小、重量轻的全向WIFI天线，本实用新型选择卡王KW-5106型天线。

所述的内部电路还包括电源管理板和电池；电池与电源管理板连接，电源管理板在对电池的电压进行转换之后分别向GPS模块、电子罗盘、X86板卡、接收机、WIFI模块和监测测向天线供电。图5和下表表示电源管理办分配情况。

设备	天线阵	接收机	电子罗盘	X86处理板	WIFI模块
						电压（V）	5	6	5	12	5
电流（mA）	420	2000	10	1000	200
						功耗（W）	2.1	12	0.05	12	1

表1加载设备功耗

由上表可知，加载设备电压有三种，即5V、6V和12V，功耗有18W。按电源的转换效率为85%，总功耗为22.7W。

电池选用钴酸锂电池，单只电池的电压范围为2.75~4.2V，本实用需要的电压为+5V、+6V和+12V，因此需要两只电池串联，电压范围达到5.5~8.4V，能满足+5V、+6V直接稳压的需求。单只钴酸锂电池的容量为3.4Ah（松下18650型电池），两只电池的容量为7.2Ah，电池使用时间计算如下：

7.2（Ah）×1（只）×6（V）×0.85（效率85%）/15（W）=1.53h；

为了执行更长时间的监测测向任务，在重量允许的范围内，将电池增加到4只。

如图6所示，旋翼飞行器，包括机身和设置与机身内部的电路，所述的机身包括机体、多个与机体连接的旋翼臂15和多个与旋翼臂15连接的旋翼模组，所述的旋翼模组包括控制旋翼轴旋转的调速装置16、旋翼轴、与旋翼轴连接的旋翼17；

如图7所示，所述的机体底部设置有多个用于挂载机载测向设备13的挂钩20，机载测向设备13的壳体侧面设置有与挂钩20匹配使用的螺钉22；

如图8所示，所述的电路包括无线通信模块、控制模块、能源模块和定位模块；所述的能源模块为无线通信模块、控制模块、调速装置16和定位模块供电；所述的无线通信模块与控制模块连接，控制模块的多个控制输出端与调速装置16连接，定位模块的输出端与控制模块连接。

无线通信模块接收来自地面的控制命令之后，发送至控制模块，控制模块对控制命令进行分析之后控制调速装置16，以达到，控制方向（包括移动到某处以及悬停）的目的。

通过定位模块实时将飞行数据通过无线通信模块发送至地面的控制端。

任意相邻两个旋翼臂15之间的角度相同。

所述的旋翼臂15有8个，机体每隔45度设置有一个旋翼臂15。

所述的机体包括底座18和设置于底座18上的柱状体19，所述的底座18连接旋翼臂15，底座18下部设置有多个挂钩20，所述的柱状体19内部设置有所述电路。

一种具有挂钩的旋翼飞行器还包括两个支架21，所述的支架21的固定端与机体底部连接。

所述的能源模块包括至少一个锂电池。

所述的无线通信模块为3G模块/4G模块/WIFI模块/蓝牙模块中的其中一种。

信号的接收和处理部分在空中，而最终的处理和显示在地面的笔记本上进行。要将空中的信号传输到地面，就需要用无线通信，当前可用的无线通信有蓝牙、WIFI和公共通信系统中的3G/4G通信。本次研制关注的重点是无线通信的传输距离，下表列举了四种无线传输的典型通信距离。

通信方式	蓝牙	WIFI	3G	4G
					传输距离（米）	10	210	∝（网络覆盖时）	∝（网络覆盖时）

表2四种无线通信的传输距离

旋翼飞行器的升空高度最大为600米，当飞行半径达到500米时，旋翼飞行器距离操作人员的直线距离为800米。从表1中可以看出，蓝牙和WIFI的传输距离都达不到这么远，最好采用3G或者4G公众通信网络传输数据。

所述的定位模块为GPS模块/北斗模块的其中一种。

所述的控制模块包括微控制器，所述的微控制器的型号为MSP421。MSP421重量轻体积小。

Claims

1.一种用于监测测向的飞行器，其特征在于：它包括监测测向天线、机载测向设备（13）和旋翼飞行器；

所述的监测测向天线包括天线支架和两个偶极子天线（1），天线支架包括天线支撑管（2）、立杆和天线中间固定座，天线中间固定座将天线支撑管（2）和立杆固定为T型结构，天线支撑管（2）的两端设有天线连接座（3），天线连接座（3）上设有至少一个第一凸台（4），偶极子天线（1）上设有至少一个第一扣接装置，偶极子天线（1）通过第一扣接装置扣接在第一凸台（4）上；所述天线中间固定在包括上固定座（5）和下固定座（6），上固定座（5）的第一端和下固定座（6）的第一端组成固定孔，下固定座（6）设有第一通孔，天线支撑管（2）中部设有第一开口，天线支撑管（2）贯穿固定孔，第一通孔与第一开口配合连接；所述立杆包括中通管（7）和合路器壳体（8），中通管（7）的第一端和合路器壳体（8）的第一端固定连接；所述下固定座（6）的第二端设有第二凸台（9），中通管（7）通过第二扣接装置扣接在第二凸台（9）上；合路器壳体（8）的第二端与机载测向设备（13）连接；

所述的机载测向设备（13）包括外部壳体和内部电路；所述的内部电路包括GPS模块、GPS天线、电子罗盘、X86板卡、接收机、WIFI模块和WIFI全向天线；GPS模块接收来自GPS天线的射频信号，GPS模块的输出端与X86板卡连接，电子罗盘与X86板卡连接，接收机接收来自监测测向天线的射频信号，接收机与X86处理板连接，X86板卡的检测天线控制输出端与监测测向天线连接，X86板卡还与WIFI模块连接，WIFI模块与WIFI全向天线连接，WIFI全向天线接收来自外部监测终端的信号或者向外部监测终端发送信号；所述的外部壳体的侧面设置有用于挂载在旋翼飞行器上的螺钉（22）；

所述的旋翼飞行器包括机身和设置与机身内部的飞行器电路，所述的机身包括机体、多个与机体连接的旋翼臂（15）和多个与旋翼臂（15）连接的旋翼模组，所述的旋翼模组包括控制旋翼轴旋转的调速装置（16）、旋翼轴、与旋翼轴连接的旋翼（17），所述的机体底部设置有多个用于挂载机载测向设备（13）的挂钩（20）；所述的飞行器电路包括无线通信模块、控制模块、能源模块；所述的能源模块为无线通信模块、控制模块、调速装置（16）供电；所述的无线通信模块与控制模块连接，控制模块的多个控制输出端与调速装置（16）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于监测测向的飞行器，其特征在于：所述的外部壳体设置有多个通风孔（14），所述的X86板卡上设置有冷板。

3.根据权利要求1所述的一种用于监测测向的飞行器，其特征在于：所述的内部电路还包括电源管理板和电池；电池与电源管理板连接，电源管理板在对电池的电压进行转换之后分别向GPS模块、电子罗盘、X86板卡、接收机、WIFI模块和监测测向天线供电。

4.根据权利要求1所述的一种用于监测测向的飞行器，其特征在于：所述的旋翼飞行器还包括两个支架（21），所述的支架（21）的固定端与机体底部连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于监测测向的飞行器，其特征在于：所述中通管（7）的第二端设有至少一个第二扣接装置，合路器壳体（8）的第二端设有至少一个第三扣接装置。

6.根据权利要求1所述的一种用于监测测向的飞行器，其特征在于：所述下固定座（6）的第二端设有第二凸台（9），中通管（7）通过第二扣接装置扣接在第二凸台（9）上。

7.根据权利要求1所述的一种用于监测测向的飞行器，其特征在于：所述第一扣接装置、第二扣接装置和第三扣接装置包括两个第三凸台（10）、安装在两个第三凸台（10）之间的扭簧（11）和安装在扭簧（11）上的扣接部（12）。

8.根据权利要求1所述的一种用于监测测向的飞行器，其特征在于：所述偶极子天线（1）包括主壳体和盖板，主壳体和盖板均为T型结构，主壳体和盖板组成T型偶极子天线壳体。