CN215116858U - 一种便携式探空仪地面多通道接收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式探空仪地面多通道接收装置，包括信号接收盒以及安装在信号接收盒上的组合天线，信号接收盒的内部设置有依次连接的滤波器、低噪声放大器、信号多路分配器、多路接收机以及信号合路器，组合天线用于全向接收数字探空仪信号，滤波器与组合天线连接，信号合路器通过PC接口连接有嵌入式计算机，嵌入式计算机分别连接有电池组与终端显示屏，终端显示屏安装在信号接收盒上，电池组安装在信号接收盒的内部用于给整个装置供电。整个装置超小型化的设计，集成度高，便于单人携带和使用，并且组合天线使得此装置能够接收多路信号源，通用性强，具有一定的经济推广价值。

Description

一种便携式探空仪地面多通道接收装置

技术领域

本实用新型涉及信息处理设备技术领域，尤其是涉及一种便携式探空仪地面多通道接收装置。

背景技术

探空仪是指测量天空不同高度上的大气物理参数，以确定气象要素的垂直分布面施放的仪器。这种测量是通过无线信道遥测来完成的，所以又称无线电探空仪。由通信信道联结的无线电探空仪和地面接收处理设备构成探空系统，也叫大气探测系统，探空仪按用途可分为通用类和专用类。

现有的技术中，传统的探空仪接收装置体积大，集成度不高，不利于便携使用，而且只能单对单接收单一信号源。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种便携式探空仪地面多通道接收装置，其具有以下特点：一是天线与接收设备的超小型化设计，可以单人携带和操作；二是采用全向、双极化接收天线技术，接收探空仪发射的信号，对多路信号进行下变频，由多通道接收机解调解码接收，再传送到计算机进行多通道探空数据融合处理，得到各分层风场等气象要素信息随高度变化的廓线。

本实用新型的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种便携式探空仪地面多通道接收装置，包括信号接收盒以及安装在所述信号接收盒上的组合天线，所述信号接收盒的内部设置有依次连接的滤波器、低噪声放大器、信号多路分配器、多路接收机以及信号合路器，所述组合天线用于全向接收数字探空仪信号，所述滤波器与所述组合天线连接，所述信号合路器通过PC接口连接有嵌入式计算机，所述嵌入式计算机分别连接有电池组与终端显示屏，所述终端显示屏安装在所述信号接收盒上，所述电池组安装在所述信号接收盒的内部用于给整个装置供电。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述组合天线包括地基GPS/北斗接收天线以及探空仪信号接收双天线。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述地基GPS/北斗接收天线配置为GPS/北斗多频蘑菇状天线。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述探空仪信号接收双天线包括垂直极化的单极子全向天线与水平极化的半波振子过顶天线；

所述半波振子过顶天线用于接收气球下悬GPS/北斗探空仪从天顶发送来的微波信号，所述单极子全向天线用于接收气球下悬GPS/北斗探空仪从天空低角度发送来的微波信号。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述半波振子过顶天线与所述单极子全向天线分别与多路微波开关的输入端口连接，所述多路微波开关的输出端口与所述滤波器的前端连接，所述输入端口与所述输出端口之间设置有用于输出来自气球下悬GPS/北斗探空仪的微波信号的导通通道。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述气球下悬GPS/北斗探空仪包括探空仪本体、氦气球以及固定在所述探空仪本体上的安装支架，所述氦气球通过连接绳与安装支架连接；

所述探空仪本体内设置有数字发射机、微处理器、数字转换电路、GPS/北斗天线以及干电池，所述微处理器通过所述数字转换电路分别连接有温度传感器、湿度传感器以及压力传感器，所述数字发射机连接有发射天线，所述发射天线安装在所述探空仪本体的底部。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

此接收装置利用组合天线全向接收数字探空仪的信号，经经滤波器、低噪声放大器、信号多路分配器、多路接收机完成对多路探空仪信号的接收和解调后，送至嵌入式计算机中，通过专用软件处理后形成所需的各种气象资料图像和报表，并在终端显示屏上显示出来。整个装置超小型化的设计，集成度高，便于单人携带和使用，并且组合天线使得此装置能够接收多路信号源，通用性强，具有一定的经济推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图。

图2为本实用新型的整体结构示意图。

附图标记：1、信号接收盒；11、滤波器；12、低噪声放大器；13、信号多路分配器；14、接收机；15、信号合路器；16、PC接口；17、嵌入式计算机；18、电池组；19、终端显示屏；2、组合天线；21、地基GPS/北斗接收天线；22、探空仪信号接收双天线；221、单极子全向天线；222、半波振子过顶天线；3、气球下悬GPS/北斗探空仪；31、探空仪本体；32、氦气球；33、安装支架；34、连接绳。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1-2，为本实用新型公开的一种便携式探空仪地面多通道接收装置，包括信号接收盒1以及安装在信号接收盒1上的组合天线2，信号接收盒1的内部设置有依次连接的滤波器11、低噪声放大器12、信号多路分配器13、多路接收机14以及信号合路器15，组合天线2用于全向接收数字探空仪信号，滤波器11与组合天线2连接，信号合路器15通过PC接口16连接有嵌入式计算机17，嵌入式计算机17分别连接有电池组18与终端显示屏19，终端显示屏19安装在信号接收盒1上，电池组18安装在信号接收盒1的内部用于给整个装置供电。

参照图2，组合天线2包括地基GPS/北斗接收天线21以及探空仪信号接收双天线22，在本实施例中，地基GPS/北斗接收天线21配置为GPS/北斗多频蘑菇状天线。探空仪信号接收双天线22包括垂直极化的单极子全向天线221与水平极化的半波振子过顶天线222。半波振子过顶天线222用于接收气球下悬GPS/北斗探空仪3从天顶发送来的微波信号，单极子全向天线221用于接收气球下悬GPS/北斗探空仪3从天空低角度发送来的微波信号。

在本实施例中，半波振子过顶天线222与单极子全向天线221分别与多路微波开关的输入端口连接，多路微波开关的输出端口与滤波器11的前端连接，输入端口与输出端口之间设置有用于输出来自气球下悬GPS/北斗探空仪3的微波信号的导通通道。

半波振子过顶天线222和单极子全向天线221构成的全向天线全时段接收来自气球下悬 GPS/北斗探空仪的微波信号，进入接收机14的射频前端后再传给输接收机14。上述两种天线分别连接至多路微波开关的输入端口，根据气球下悬GPS/北斗探空仪3在空中所处的位置，设备自动地将上述天线中收到来自空中GPS/北斗探空仪微波发射信号的一只天线，与多路微波开关的输出端口接通，使微波开关相应的某个输入端口和输出端口导通，其余路截止，导通通道输出来自气球下悬GPS/北斗探空仪3的微波信号，经由前端微波滤波器11和低噪声放大器12后输入UHF接收机14，经解码控制发送到嵌入式计算机17处理。

参照图2，气球下悬GPS/北斗探空仪3包括探空仪本体31、氦气球32以及固定在探空仪本体31上的安装支架33，氦气球32通过连接绳34与安装支架33连接。探空仪本体31内设置有数字发射机、微处理器、数字转换电路、GPS/北斗天线以及干电池，微处理器通过数字转换电路分别连接有温度传感器、湿度传感器以及压力传感器，数字发射机连接有发射天线，发射天线安装在探空仪本体31的底部。

其中微处理器主要功能是可将各类传感器的物理量、与GPS/北斗定位信息，按一定格式转换成代码送入数字发射机进行发射。其中采用专用芯片、单片机、功放模块构成数字发射机。这种发射机金加工量少，结构简单，重量轻，频率稳定，并可由便携计算机调频设置。数字发射机采用晶体振荡器频率合成技术，其频率稳定性高、结构简单、重量轻，可采用计算机调频，实现了探空仪的全数字化。

微处理器中的GPS/北斗模块定位芯片是封装好的电路组，只需要提供给其电压和少量的电阻电容就能使其正常工作，在外接天线之后就能进入冷启动的状态，模块输出固定格式的位置数据。

气温测量采用温度传感器，其配置为直径0.6×1.1mm珠状热敏电阻，在无风空气条件下响应时间约3秒，表面采用镀铝工艺可减少长短波辐射误差。湿度测量采用湿度传感器，其配置为灵敏度高、滞后系数小、滞差环、温度系数小的高分子湿敏电容。气压测量采用气压传感器，其配置为体积小的硅电桥压力传感器，硅阻在工作范围内具有良好的弹性、迟滞较小。

探空仪的发射天线采用单极子发射天线，在高空中，由于风速较大和风向不确定，发射天线采用1/4λ柔软电缆制成的全向天线。经过GPS探空仪多次放飞试验证明，采用1/4λ柔软电缆制成的发射天线，既能收到很好的接收效果，又能节约大量的成本。

本实施例的实施原理为：此接收装置利用组合天线2全向接收数字探空仪的信号，经滤波器11、低噪声放大器12、信号多路分配器13、多路接收机14完成对多路探空仪信号的接收和解调后，送至嵌入式计算机17中，通过专用软件处理后形成所需的各种气象资料图像和报表，并在终端显示屏19上显示出来。整个装置超小型化的设计，集成度高，便于单人携带和使用，并且组合天线2使得此装置能够接收多路信号源，通用性强，具有一定的经济推广价值。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种便携式探空仪地面多通道接收装置，其特征在于：包括信号接收盒(1)以及安装在所述信号接收盒(1)上的组合天线(2)，所述信号接收盒(1)的内部设置有依次连接的滤波器(11)、低噪声放大器(12)、信号多路分配器(13)、多路接收机(14)以及信号合路器(15)，所述组合天线(2)用于全向接收数字探空仪信号，所述滤波器(11)与所述组合天线(2)连接，所述信号合路器(15)通过PC接口(16)连接有嵌入式计算机(17)，所述嵌入式计算机(17)分别连接有电池组(18)与终端显示屏(19)，所述终端显示屏(19)安装在所述信号接收盒(1)上，所述电池组(18)安装在所述信号接收盒(1)的内部用于给整个装置供电。

2.根据权利要求1所述的一种便携式探空仪地面多通道接收装置，其特征在于：所述组合天线(2)包括地基GPS/北斗接收天线(21)以及探空仪信号接收双天线(22)。

3.根据权利要求2所述的一种便携式探空仪地面多通道接收装置，其特征在于：所述地基GPS/北斗接收天线(21)配置为GPS/北斗多频蘑菇状天线。

4.根据权利要求2所述的一种便携式探空仪地面多通道接收装置，其特征在于：所述探空仪信号接收双天线(22)包括垂直极化的单极子全向天线(221)与水平极化的半波振子过顶天线(222)；

所述半波振子过顶天线(222)用于接收气球下悬GPS/北斗探空仪(3)从天顶发送来的微波信号，所述单极子全向天线(221)用于接收气球下悬GPS/北斗探空仪(3)从天空低角度发送来的微波信号。

5.根据权利要求4所述的一种便携式探空仪地面多通道接收装置，其特征在于：所述半波振子过顶天线(222)与所述单极子全向天线(221)分别与多路微波开关的输入端口连接，所述多路微波开关的输出端口与所述滤波器(11)的前端连接，所述输入端口与所述输出端口之间设置有用于输出来自气球下悬GPS/北斗探空仪(3)的微波信号的导通通道。

6.根据权利要求4所述的一种便携式探空仪地面多通道接收装置，其特征在于：所述气球下悬GPS/北斗探空仪(3)包括探空仪本体(31)、氦气球(32)以及固定在所述探空仪本体(31)上的安装支架(33)，所述氦气球(32)通过连接绳(34)与安装支架(33)连接；

所述探空仪本体(31)内设置有数字发射机、微处理器、数字转换电路、GPS/北斗天线以及干电池，所述微处理器通过所述数字转换电路分别连接有温度传感器、湿度传感器以及压力传感器，所述数字发射机连接有发射天线，所述发射天线安装在所述探空仪本体(31)的底部。

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