專利名稱：無線測控天線陣列裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可檢測信號方位的天線陣列>J-U裝直。
背景技術(shù)：
天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導行波，變換成在無界媒介中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。在無線電設(shè)備中用來發(fā)射或接收電磁波的部件。應用于無線電通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統(tǒng)。
專利申請?zhí)枮?2824569.5《移動車輛用的天線陣列》中是一種安裝在車輛上用于掃描信號的天線陣列，該專利公開了以對準控制器來監(jiān)控由天線元件陣列接收的信號以及控制方位驅(qū)動器和高度驅(qū)動器，以使天線元件陣列在一個廣闊的范圍內(nèi)保持對準信息源。但該專利公開的技術(shù)方案中，對信號的具體來向缺乏準確的判斷，即不能準確判斷信息源的方位。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種天線測控天線陣列裝置，該天線陣列裝置通過對不同方位的定向接收天線快速切換，在接收信號源信號的同時基于信號功率檢測來判斷信號源所在的方位。當天線陣列裝置接收到主機發(fā)出的咨詢脈沖時，天線陣列裝置向主機反饋此一瞬間檢測到信號最強的信號源的方位。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案: 一種天線測控天線陣列裝置，包括天線陣列、微波開關(guān)模塊、射頻接收模塊、功率檢測模塊、時鐘模塊、電子羅盤、中央處理器模塊以及電源模塊； 其中，天線陣列為全向天線； 微波開關(guān)模塊，與天線陣列相連，用于接收天線陣列的信號，實現(xiàn)天線信號的切換，選擇進入后級處理電路的天線信號；其開關(guān)切換狀態(tài)的切換具有嚴格的時鐘關(guān)系，而且各路輸入接口間的信號隔離度需要確保微弱的接收信號不會被更強的天線接入端所掩蓋干擾； 射頻接收模塊，與微波開關(guān)相連，用于接收微波開關(guān)模塊傳輸?shù)奶炀€信號，對天線信號進行濾波、放大、降至中頻等處理； 功率檢測模塊，與射頻 接收模塊相連，用于接收射頻接收模塊傳輸?shù)闹蓄l天線信號，并檢測其信號功率，得到中頻天線信號的功率信息； 時鐘模塊，與射頻接收模塊、中央處理器模塊相連，用于對射頻接收模塊、中央處理器模塊提供所需的時鐘信號；對中央處理器提供的時鐘信號滿足微波開關(guān)模塊對開關(guān)切換狀態(tài)切換的要求； 電子羅盤，與中央處理器相連，將方位基準信息提供給中央處理器；中央處理器模塊，包括中央處理器，與微波開關(guān)相連、功率檢測模塊相連；用于接收功率檢測模塊傳輸?shù)闹蓄l天線信號的功率信息，并進行對比，得到功率最強的信號源的方位；根據(jù)時鐘模塊提供的時鐘信號，控制微波開關(guān)進行天線信號切換； 電源模塊，對天線陣列、微波開關(guān)模塊、射頻接收模塊、功率檢測模塊、時鐘模塊、中央處理器模塊、電子羅盤等進行供電。
優(yōu)先的，所述天線測控天線陣列裝置還包括系統(tǒng)軟件模塊，所述系統(tǒng)軟件設(shè)定校正天線陣列裝置延時的監(jiān)控及參數(shù)調(diào)整，用具集中均衡各個功能模塊間的工作參數(shù)，以控制天線陣列裝置時延。
本發(fā)明采用基于信號功率檢測的方法來判斷信號來向，可以解決信號源定位問題，如手機、基站、廣播、衛(wèi)星等信號的來向。


圖1所示為本發(fā)明優(yōu)選實施例的硬件組成圖。
具體實施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明進行進一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明天線測控天線陣列裝置包括天線陣列、微波開關(guān)模塊、射頻接收模塊、功率檢測模塊、時鐘模塊、中央處理器模塊、電子羅盤、存儲模塊、電源模塊以及系統(tǒng)軟件模塊； 其中，天線陣列為全向天線。
微波開關(guān)模塊，與天線陣列相連，用于接收天線陣列的信號，實現(xiàn)天線信號的切換。微波開關(guān)模塊的工作帶寬包括為0-3.5GHz，選擇進入后級處理電路的天線信號，在此基礎(chǔ)上，工作帶寬越窄越好。其開關(guān)切換狀態(tài)的切換具有嚴格的時鐘關(guān)系，而且各路輸入接口間的信號隔離度有一定的要求，以確保微弱的接收信號不會被更強的天線接入端所掩蓋干擾；天線陣列裝置的一次切換的允許最大時長為lus，即開關(guān)時間小于或等于lus，具有較敏捷的切換能力。
射頻接收模塊，與微波開關(guān)相連，用于接收微波開關(guān)模塊傳輸?shù)奶炀€信號，對天線信號進行濾波、放大、降至中頻等處理，輸出85.38MHz左右的中頻信號；設(shè)計外接16.384MHz的時鐘信號，時鐘信號通過射頻信號線引入射頻接收板。
功率檢測模塊，與射頻接收模塊相連，用于接收射頻接收模塊傳輸?shù)闹蓄l天線信號，并檢測其信號功率，得到中頻天線信號的功率值；為了達到功率值區(qū)分要求，其功率檢測精度在12位以上，轉(zhuǎn) 換時間在20us (功率檢測時隙)內(nèi)，即采樣速率在50KSPS以上。
時鐘模塊，與射頻接收模塊、中央處理器模塊相連，用于對射頻接收模塊、中央處理器模塊提供所需的時鐘信號；其中射頻接收模塊的時鐘源要求頻率為16.384MHz的具有溫度補償?shù)挠性淳д裉峁粚χ醒胩幚砥魈峁┑臅r鐘信號滿足微波開關(guān)模塊對開關(guān)切換狀態(tài)切換的要求。
電子羅盤，與中央處理器相連，將方位基準信息提供給中央處理器，它的磁阻傳感器精度高于3°，以提供標準的方位角指向精度；所述電子羅盤與天線陣列具有確定的對應關(guān)系。
中央處理器模塊，包括中央處理器、外圍標準接口 ；所述中央處理器模塊與微波開關(guān)相連、功率檢測模塊相連；用于接收功率檢測模塊傳輸?shù)闹蓄l天線信號的功率信息，并進行對比，得到功率最強的信號源的方位；根據(jù)時鐘模塊提供的時鐘信號，控制微波開關(guān)進行天線信號切換；所述外圍標準接口包括USB接口、串口、SP1、IIC等標準接口。所述中央處理器的處理能力及I/O 口數(shù)量設(shè)計滿足電子羅盤、LCD、功率檢測模塊等部分的驅(qū)動要求。
存儲模塊，用于存儲通過中央處理器對比的結(jié)果數(shù)據(jù)；由于所述天線陣列裝置接收、處理的信號信息均為實時數(shù)據(jù)，對存儲需求的時間較為短暫，一般設(shè)計在5分鐘左右。
模塊間接口設(shè)計如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種天線測控天線陣列裝置，其特征在于:包括天線陣列、微波開關(guān)模塊、射頻接收模塊、功率檢測模塊、時鐘模塊、電子羅盤、中央處理器模塊以及電源模塊； 其中，天線陣列為全向天線； 微波開關(guān)模塊，與天線陣列相連，用于接收天線陣列的信號，實現(xiàn)天線信號的切換，選擇進入后級處理電路的天線信號；其開關(guān)切換狀態(tài)的切換具有嚴格的時鐘關(guān)系，而且各路輸入接口間的信號隔離度需要確保微弱的接收信號不會被更強的天線接入端所掩蓋干擾； 射頻接收模塊，與微波開關(guān)相連，用于接收微波開關(guān)模塊傳輸?shù)奶炀€信號，對天線信號進行濾波、放大、降至中頻等處理； 功率檢測模塊，與射頻接收模塊相連，用于接收射頻接收模塊傳輸?shù)闹蓄l天線信號，并檢測其信號功率，得到中頻天線信號的功率信息； 時鐘模塊，與射頻接收模塊、中央處理器模塊相連，用于對射頻接收模塊、中央處理器模塊提供所需的時鐘信號；對中央處理器提供的時鐘信號滿足微波開關(guān)模塊對開關(guān)切換狀態(tài)切換的要求； 電子羅盤，與中央處理器相連，將方位基準信息提供給中央處理器； 中央處理器模塊，包括中央處理器，與微波開關(guān)相連、功率檢測模塊相連；用于接收功率檢測模塊傳輸?shù)闹蓄l天線信號的功率信息，并進行對比，得到功率最強的信號源的方位；根據(jù)時鐘模塊提供的時鐘信號，控制微波開關(guān)進行天線信號切換； 電源模塊，對天線陣列、微波開關(guān)模塊、射頻接收模塊、功率檢測模塊、時鐘模塊、中央處理器模塊、電子羅盤等進行供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:還包括系統(tǒng)軟件模塊，所述系統(tǒng)軟件設(shè)定校正天線陣列裝置延時的監(jiān)控及參數(shù)調(diào)整，用具集中均衡各個功能模塊間的工作參數(shù)，以控制天線陣列裝置時延。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:所述天線陣列裝置的一次切換的允許最大時長為lus。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:所述天線陣列裝置結(jié)果延時小于或等于16us。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:所述微波開關(guān)模塊的工作帶寬包括為0-3.5GHzο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:所述時鐘模塊包括具有溫度補償?shù)挠性淳д瘢鲇性淳д裉峁?6.384MHz的時鐘信號至射頻接收模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:所述功率檢測模塊的功率檢測精度在12位以上，采樣速率在50KSPS以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:所述微波開關(guān)模塊、射頻接收模塊、功率檢測模塊、時鐘模塊、中央處理器模塊、電子羅盤的電源接入端設(shè)置濾波電容，I/O 口輸出處串接330Ω電阻，關(guān)鍵的信號線采取包地；射頻接收板與中央處理器板件設(shè)置散熱孔，電源層與地層采用大面積銅皮設(shè)計。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:所述天線陣列裝置還包括外殼，所述天線陣列固定于外殼表面，所述微波開關(guān)模塊、射頻接收模塊、功率檢測模塊、時鐘模塊、中央處理器模塊、電子羅盤、電源模塊固定于外殼內(nèi)部；所述外殼底部附有磁鐵，可吸附在車頂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線測控天線陣列裝置，其特征在于:所述天線陣列裝置內(nèi)的小信號電路部分遠離信號頻率高的部分，天線陣列裝置內(nèi)連接軟導線、信號線長以及產(chǎn)生輻射和受到輻射 干擾的電子元件和電路部分增加屏蔽裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種天線測控天線陣列裝置，涉及無線通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。該天線陣列裝置包括天線陣列、微波開關(guān)模塊、射頻接收模塊、功率檢測模塊、時鐘模塊、電子羅盤、中央處理器模塊以及電源模塊。通過對不同方位的定向接收天線實現(xiàn)快速切換，在接收信號源信號的同時基于信號功率檢測來判斷信號源所在的方位。該天線陣列裝置可解決信號源定位問題。
文檔編號G01S3/12GK103226189SQ20131011923
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者闕勁峰 申請人:廣州匯智通信技術(shù)有限公司