CN217820881U - 自适应北斗通导终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自适应北斗通导终端，包括数据处理单元、自适应检测单元、MCU控制单元、通道选择单元和变频通道单元；数据处理单元配置为存储工作模式的配置信息，并根据模式指令和配置信息生成适应配置信息；自适应检测单元配置为检测外置天线的消耗电流变化以生成检测信号；MCU控制单元配置为根据检测信号及设定电流阈值计算比对生成模式指令，还配置为根据适应配置信息生成第一控制信号和第二控制信号；通道选择单元配置为根据第一控制信号控制通道开启或关闭；变频通道单元配置为根据第二控制信号进行寄存器设置。本实用新型的自适应北斗通导终端，无需人员手动设置，可自动切换工作模式，操作简单。

Description

自适应北斗通导终端

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，特别是涉及一种自适应北斗通导终端。

背景技术

北斗卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力。

然而，现有的北斗通导终端在设置有两个以上的外置天线时，需要人员去手动控制切换天线的工作模式，进行相应的通道的切换和设置，以连接对应天线进行无线通信，操作较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自适应北斗通导终端，解决需要人员控制切换天线的工作模式的问题。

本实用新型提供一种自适应北斗通导终端，包括数据处理单元、自适应检测单元、MCU控制单元、通道选择单元和变频通道单元；所述数据处理单元配置为存储有至少两个工作模式的配置信息，还配置为根据模式指令和所述至少两个工作模式的配置信息生成适应配置信息，并将所述适应配置信息发送至所述MCU控制单元；所述自适应检测单元配置为检测外置天线的消耗电流变化以生成检测信号，并将所述检测信号发送至所述MCU控制单元；所述MCU控制单元配置为根据所述检测信号计算出消耗电流值，根据所述消耗电流值与内置的多个设定电流阈值比对生成对应于当前的工作模式的所述模式指令，并将所述模式指令发送给所述数据处理单元，还配置为根据所述适应配置信息生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述通道选择单元，将所述第二控制信号发送至所述变频通道单元；所述通道选择单元配置为根据所述第一控制信号控制通道开启或关闭；所述变频通道单元配置为根据所述第二控制信号进行寄存器设置。

在一个实施例中，所述数据处理单元包括存储单元，所述存储单元预先存储所述至少两个工作模式的配置信息。

在一个实施例中，所述数据处理单元与上位机相连，所述上位机发送模式切换信号，所述数据处理单元还配置为根据所述模式切换信号和所述至少两个工作模式的配置信息生成所述适应配置信息，并将所述适应配置信息发送至所述MCU控制单元。

在一个实施例中，所述变频通道单元包括上变频通道、下变频通道、频率源和寄存器控制；所述寄存器控制配置为根据所述第二控制信号进行寄存器设置。

在一个实施例中，所述数据处理单元与所述变频通道单元相连；所述数据处理单元配置为根据所述变频通道单元输入的数字信号产生BPSK调制信号，所述上变频通道配置为根据所述BPSK调制信号发射通信信号。

在一个实施例中，自适应北斗通导终端还包括与所述MCU控制单元相连的电源管理单元，所述MCU控制单元还配置为根据所述适应配置信息生成第三控制信号，并将所述第三控制信号发送至所述电源管理单元，所述电源管理单元配置为根据所述第三控制信号控制各通道对应的有源电路的供电开关的通断。

在一个实施例中，所述自适应检测单元包括旁路组件，所述旁路组件的一端连接电源，所述旁路组件的另一端连接所述外置天线的发射电路。

在一个实施例中，所述旁路组件包括旁路开关，所述旁路组件配置为根据旁路使能信号控制所述旁路开关的通断，为所述外置天线的发射电路提供电流；所述数据处理单元还配置为根据所述模式指令和所述至少两个工作模式的配置信息生成所述旁路使能信号，并将所述旁路使能信号发送至所述旁路组件。

在一个实施例中，所述MCU控制单元还配置为根据所述消耗电流值与短路电流阈值比对生成第四控制信号，并将所述第四控制信号发送至电源管理单元，所述电源管理单元配置为根据所述第四控制信号控制所述外置天线的发射电路和接收电路的供电开关的通断。

在一个实施例中，所述自适应检测单元还配置为根据所述检测信号与预设信号阈值比对生成保护控制信号，以控制所述外置天线的发射电路和接收电路的供电开关的通断。

本实用新型的自适应北斗通导终端，无需人员手动设置，可自动切换工作模式，操作简单。

附图说明

下面将结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。

图1为本申请提供的一种自适应北斗通导终端的结构示例图。

图2为本申请提供的一种自适应北斗通导终端的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

图1为本申请提供的一种自适应北斗通导终端的结构示例图。结合图1所示，自适应北斗通导终端包括：数据处理单元100、自适应检测单元200、MCU控制单元300、通道选择单元400和变频通道单元500。数据处理单元100配置为存储有至少两个工作模式的配置信息，还配置为根据模式指令和至少两个工作模式的配置信息生成适应配置信息，并将适应配置信息发送至MCU控制单元300。自适应检测单元200配置为检测外置天线的消耗电流变化以生成检测信号，并将检测信号发送至MCU控制单元300。MCU控制单元300配置为根据检测信号计算出消耗电流值，根据消耗电流值与内置的多个设定电流阈值比对生成对应于当前的工作模式的模式指令，并将模式指令发送给数据处理单元100，还配置为根据适应配置信息生成第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号发送至通道选择单元400，将第二控制信号发送至变频通道单元500。通道选择单元400配置为根据第一控制信号控制通道开启或关闭。变频通道单元500配置为根据第二控制信号进行寄存器设置。

在本实施例中，自适应检测单元200检测外置天线的消耗电流变化，生成与外置天线的当前的消耗电流值对应的检测信号例如电压，并将检测信号发送至MCU控制单元300。MCU控制单元300接收相连的自适应检测单元200发送的检测信号，并根据检测信号计算出消耗电流值，根据消耗电流值与多个设定电流阈值比对生成适用于当前的工作模式的模式指令，并将模式指令发送给数据处理单元100，以使数据处理单元100根据模式指令和存储有的至少两个工作模式的配置信息，返回适用于当前的工作模式的适应配置信息。MCU控制单元300接收相连的数据处理单元100发送的适应配置信息，根据适应配置信息可生成第一控制信号和第二控制信号。通道选择单元400配置为根据相连的MCU控制单元300发送的第一控制信号，控制通道开启或关闭，实现对应当前的工作模式的通道切换。变频通道单元500配置为根据第二控制信号进行寄存器设置，可以实现对应当前的工作模式的通道的设置，例如最优化的性能设置、最优化的功耗配置等。

从而，本实施例的自适应北斗通导终端，无需人员手动设置切换，通过检测外置天线的消耗电流值，可自动切换工作模式，自动选择和设置通道，操作简单。

在一个实施例中，数据处理单元100包括存储单元，存储单元预先存储至少两个工作模式的配置信息，以用于当接收到MCU控制单元300的模式指令时，可调用对应的配置信息。

在一个实施例中，如图1所示，数据处理单元100与上位机600相连，上位机600发送模式切换信号，数据处理单元100还配置为根据模式切换信号和已存储的至少两个工作模式的配置信息生成适应配置信息，并将适应配置信息发送至MCU控制单元300。可以理解的是，上位机600与数据处理单元100进行交互通信时，数据处理单元100还可以直接相应上位机600各种北斗通信的相关操作设置，进行配置信息的输出更改，以满足上位机600的需求更改终端的功能指标，如功率大小、全球短报文、区域短报文等。

在一个实施例中，MCU控制单元300将模式指令以数字形式发送给数据处理单元100，方便数据处理单元100上的基带能根据要求改变工作模式去适配外置天线，MCU控制单元300还可通过基带连接上位机600软件来主动调试模块的功能和性能优化。在一个实施例中，MCU控制单元300与数据处理单元100通过UART接口连接。

在一个实施例中，变频通道单元500包括上变频通道、下变频通道、频率源和寄存器控制，用于将信号进行上、下变频处理，下变频以数字信号输出，或上变频以数字调制信号输入；寄存器控制配置为根据第二控制信号进行寄存器设置，从而可根据实际需求去优化性能和功能，保证稳定性和低功耗。在一个实施例中，上变频通道包括中频放大、低通滤波SAW、混频、本振、压控放大器、巴伦，主要用于向北斗卫星发射通信信号；下变频通道包括低噪声放大、混频、本振、滤波、自动增益放大AGC、模数转换ADC，主要用于接收北斗卫星向地面辐射通信的信息；频率源由参考频率例如10M的倍频而来，可根据各通道的实际需求来设置相关的本振频率，主要用于各通道的频谱搬移，来实现变频功能；寄存器控制：主要用来控制各通道的频率、增益、滤波特性、通道的通断使能等，用于控制通道的最优化的性能设置及最优化的功耗配置。在一个实施例中，寄存器控制可设置在变频通道单元500的射频芯片上。在一个实施例中，MCU控制单元300与变频通道单元500通过SPI接口连接。

在一个实施例中，数据处理单元100与变频通道单元500相连；数据处理单元100配置为根据变频通道单元500输入的数字信号产生BPSK调制信号，上变频通道配置为根据BPSK调制信号发射通信信号。

在一个实施例中，如图1所示，自适应北斗通导终端还包括与MCU控制单元300相连的电源管理单元700，MCU控制单元300还配置为根据适应配置信息生成第三控制信号，并将第三控制信号发送至电源管理单元700，电源管理单元700配置为根据第三控制信号控制各通道对应的有源电路的供电开关的通断。则电源管理单元700可以通过开关电路等，根据MCU控制单元300发送的第三控制信号，对切换为导通的通道对应的有源电路进行供电，而对切换为关闭的通道对应的有源电路不进行供电，可在当前的工作模式下减小不必要的功耗，提升经济效益。可以理解的是，MCU控制单元300从数据处理单元100接收到的适应配置信息，可以不仅包括通道对应的有源电路的供电开关的通断的信息，也可以包括其他有源电路的供电开关的通断的信息，则电源管理单元700可采用低功耗模式控制各路供电电源，保证无多余电损耗。

图2为本申请提供的一种自适应北斗通导终端的结构图。

在一个实施例中，如图2所示，自适应检测单元200还可配置为提供电源给外置天线。在一个实施例中，自适应检测单元200可以包括用于隔离交流的隔交单元、用于交流检测的交流检测单元等，通过交流检测单元输出检测信号至MCU控制单元300。

在一个实施例中，如图2所示，自适应北斗通导终端包括一线通单元，设置在外置天线与通道选择单元400之间，用于将单路信号分路为多通道信号，例如可通过双工器一路直接得到S信号，另一路先得到B1、B2、B3信号，再依次连接用于放大的放大单元、用于功分的功分单元。

在一个实施例中，如图2所示，自适应北斗通导终端包括LNA单元，设置在内置天线与通道选择单元400之间，用于通过低噪声放大器以低噪声系数对信号例如S、B1信号进行放大。

在一个实施例中，如图2所示，自适应北斗通导终端包括功放单元，设置在内置天线与通道选择单元400之间，用于通过功放单元进行功放输出5W功率的信号例如L信号。

以下为一个实施例对应的工作表格，该工作表格仅用于说明终端各个部分在不同工作模式下具有对应的配置信息，但各个部分的配置并不局限于此。

上述表格中，V1表示内置，V2表示外置。

以实施例包括5个工作模式举例说明。自适应检测单元200检测外置天线的消耗电流变化，生成与外置天线的当前的消耗电流值对应的检测信号例如电压，并将检测信号发送至MCU控制单元300。MCU控制单元300接收相连的自适应检测单元200发送的检测信号，并根据检测信号计算出消耗电流值，根据消耗电流值与多个设定电流阈值比对生成适用于当前的工作模式的模式指令。例如，若消耗电流值为设定电流阈值0时，则匹配第一工作模式，MCU控制单元300生成第一工作模式的模式指令；若消耗电流值在设定电流阈值15mA与设定电流阈值35mA之间时，则匹配第二工作模式，MCU控制单元300生成第二工作模式的模式指令；若消耗电流值大于设定电流阈值70mA时，则匹配第三工作模式，MCU控制单元300生成第三工作模式的模式指令；若消耗电流值在设定电流阈值5mA与设定电流阈值10mA之间时，则匹配第四工作模式，MCU控制单元300生成第四工作模式的模式指令；若消耗电流值在设定电流阈值50mA与设定电流阈值60mA之间时，则匹配第五工作模式，MCU控制单元300生成第五工作模式的模式指令。MCU控制单元300将模式指令发送给数据处理单元100，以使数据处理单元100根据模式指令和存储有的5个工作模式的配置信息，返回适用于当前的工作模式的适应配置信息。

然后，MCU控制单元300接收相连的数据处理单元100发送的适应配置信息，根据适应配置信息可生成第一控制信号和第二控制信号。通道选择单元400配置为根据相连的MCU控制单元300发送的第一控制信号，控制通道开启或关闭，实现对应当前的工作模式的通道切换。变频通道单元500配置为根据第二控制信号进行寄存器设置，可以实现对应当前的工作模式的通道的设置，例如最优化的性能设置、最优化的功耗配置等。例如，MCU控制单元300接收的适应配置信息为第一工作模式的配置信息时，通道选择单元400根据MCU控制单元300发送的第一控制信号，使各通道接收相应高低电位的通道控制电平，例如MCU_L_V1为0即低电平，MCU_L_V2为1即高电平，MCU_B3_V1为0即低电平，MCU_B3_V2为1即高电平，MCU_s_V1为0即低电平，MCU_s_V2为1即高电平，使得在第一工作模式时通道连接内置天线。相应地，在第二工作模式时通道连接外置天线1，在第三工作模式时通道连接外置天线2，在第四工作模式时通道连接外置天线3，在第五工作模式时通道连接外置天线4。在一个实施例中，还可以如表格中所示，可以设置各个工作模式对应的外天线频点和内天线频点。在一个实施例中，还可以如表格中所示，可以控制射频芯片在各个工作模式下是否开启或者关闭相应的信号。

从而，本实施例的自适应北斗通导终端，对应于外置天线的消耗电流值，可匹配对应的工作模式，无需人员手动设置，可自动切换工作模式，可自动设置不同的通道控制电平以实现自动切换通道，从而，自动连接不同的天线，操作简单。

在一个实施例中，如图2所示，自适应检测单元200包括旁路组件，旁路组件的一端连接电源，旁路组件的另一端连接外置天线的发射电路，例如可通过隔交单元等连接外置天线的发射电路。其中，旁路组件可较优地选择为低损耗的类型。旁路组件为天线的发射通道工作提供大电流，从而，避免了交流检测单元等造成压降后导致的电流较小，保证发射通道有足够的输出功率，以不降低通信成功率。

在一个实施例中，旁路组件包括旁路开关，旁路组件配置为根据旁路使能信号控制旁路开关的通断，为外置天线的发射电路提供电流；数据处理单元100还配置为根据模式指令和至少两个工作模式的配置信息生成旁路使能信号，并将旁路使能信号发送至旁路组件。从而，数据处理单元100根据当前的工作模式的配置信息提供使能信号，保证在当前的工作模式需要提供大电流时，旁路组件可提供电流，保证发射通道有足够的输出功率，以不降低通信成功率。

在一个实施例中，MCU控制单元300还配置为根据消耗电流值与短路电流阈值比对生成第四控制信号，并将第四控制信号发送至电源管理单元700，电源管理单元700配置为根据第四控制信号控制外置天线的发射电路和接收电路的供电开关的通断。例如，MCU控制单元300计算得到消耗电流值大于短路电流阈值例如5A，则天线发生短路，电源管理单元700可停止相应的供电，防止发生损坏。

在一个实施例中，自适应检测单元200还可以配置为根据检测信号与预设信号阈值比对生成保护控制信号，以控制外置天线的发射电路和接收电路的供电开关的通断。例如，自适应检测单元200可以包括电压比较电路，电压比较电路的一个输入端接入检测信号例如为一检测电压，电压比较电路的另一个输入端接入参考电压源以接收预设信号阈值例如为一固定电源电压，电压比较电路的输出端连接外置天线的发射电路和接收电路的供电开关，从而检测信号大于预设信号阈值时，自适应检测单元200控制外置天线的发射电路和接收电路的供电开关的通断，起到切断电源保护作用。

本实用新型的自适应北斗通导终端，无需人员手动设置，可自动切换工作模式，操作简单。

以上实施方式的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自适应北斗通导终端，其特征在于，包括：数据处理单元(100)、自适应检测单元(200)、MCU控制单元(300)、通道选择单元(400)和变频通道单元(500)；

所述数据处理单元(100)配置为存储有至少两个工作模式的配置信息，还配置为根据模式指令和所述至少两个工作模式的配置信息生成适应配置信息，并将所述适应配置信息发送至所述MCU控制单元(300)；

所述自适应检测单元(200)配置为检测外置天线的消耗电流变化以生成检测信号，并将所述检测信号发送至所述MCU控制单元(300)；

所述MCU控制单元(300)配置为根据所述检测信号计算出消耗电流值，根据所述消耗电流值与内置的多个设定电流阈值比对生成对应于当前的工作模式的所述模式指令，并将所述模式指令发送给所述数据处理单元(100)，还配置为根据所述适应配置信息生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述通道选择单元(400)，将所述第二控制信号发送至所述变频通道单元(500)；

所述通道选择单元(400)配置为根据所述第一控制信号控制通道开启或关闭；

所述变频通道单元(500)配置为根据所述第二控制信号进行寄存器设置。

2.根据权利要求1所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，所述数据处理单元(100)包括存储单元，所述存储单元预先存储所述至少两个工作模式的配置信息。

3.根据权利要求1所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，所述数据处理单元(100)与上位机(600)相连，所述上位机(600)发送模式切换信号，所述数据处理单元(100)还配置为根据所述模式切换信号和所述至少两个工作模式的配置信息生成所述适应配置信息，并将所述适应配置信息发送至所述MCU控制单元(300)。

4.根据权利要求1所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，所述变频通道单元(500)包括上变频通道、下变频通道、频率源和寄存器控制；所述寄存器控制配置为根据所述第二控制信号进行寄存器设置。

5.根据权利要求4所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，所述数据处理单元(100)与所述变频通道单元(500)相连；所述数据处理单元(100)配置为根据所述变频通道单元(500)输入的数字信号产生BPSK调制信号，所述上变频通道配置为根据所述BPSK调制信号发射通信信号。

6.根据权利要求1所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，还包括与所述MCU控制单元(300)相连的电源管理单元(700)，所述MCU控制单元(300)还配置为根据所述适应配置信息生成第三控制信号，并将所述第三控制信号发送至所述电源管理单元(700)，所述电源管理单元(700)配置为根据所述第三控制信号控制各通道对应的有源电路的供电开关的通断。

7.根据权利要求1所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，所述自适应检测单元(200)包括旁路组件，所述旁路组件的一端连接电源，所述旁路组件的另一端连接所述外置天线的发射电路。

8.根据权利要求7所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，所述旁路组件包括旁路开关，所述旁路组件配置为根据旁路使能信号控制所述旁路开关的通断，为所述外置天线的发射电路提供电流；所述数据处理单元(100)还配置为根据所述模式指令和所述至少两个工作模式的配置信息生成所述旁路使能信号，并将所述旁路使能信号发送至所述旁路组件。

9.根据权利要求1所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，所述MCU控制单元(300)还配置为根据所述消耗电流值与短路电流阈值比对生成第四控制信号，并将所述第四控制信号发送至电源管理单元(700)，所述电源管理单元(700)配置为根据所述第四控制信号控制所述外置天线的发射电路和接收电路的供电开关的通断。

10.根据权利要求1所述的自适应北斗通导终端，其特征在于，所述自适应检测单元(200)还配置为根据所述检测信号与预设信号阈值比对生成保护控制信号，以控制所述外置天线的发射电路和接收电路的供电开关的通断。

Images