本實用新型涉及一種應用于地面干擾信號監(jiān)測定位的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術：

隨著我國民用航空事業(yè)的迅速發(fā)展，民用航班流量迅猛增加，航空信號干擾問題也日益突出，受干擾的次數(shù)越來越多，受干擾的程度越來越強，以違規(guī)電臺為主的干擾源對航空安全造成了巨大威脅，對干擾信號的整頓工作成為航空事業(yè)所面臨的一個重大問題。

干擾信號的本質是無線電波，我們可以通過儀器設備來測定無線電波來波方向；測定“來波方向”，是指測向機所在地實在的電磁環(huán)境中電波達到的方向，無線電測向，通常的最終目的是要確定“輻射源的方向”和“輻射源的具體位置”。

目前，進行無線電干擾信號的測向主要是通過地面的無線電監(jiān)測車來實現(xiàn)，但是無線電監(jiān)測車收到環(huán)境影響，供電并不穩(wěn)定，同時，現(xiàn)有的測向天線產(chǎn)品大多采用固定式設計，這些設計方式不可移動且極為不便，存在測向盲區(qū)，而且靈敏度低、抗干擾能力較弱、測向時效低；而另一些測向天線產(chǎn)品主要是采用單個定向天線不斷旋轉來完成，但是由于單個定向天線旋轉一周需要的周期長，因此其測向效率低，對移動的信號捕捉能力差，這就給無線干擾信號的測向帶來了很大不便。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種應用于地面干擾信號監(jiān)測定位的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，電源模塊中設置有防浪涌電路，能夠保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正常、穩(wěn)定地工作，同時，測向天線能夠在各個方向進行跟蹤和掃描完成測向。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種應用于地面干擾信號監(jiān)測定位的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括測向天線、接收機、中央處理器、通訊模塊、顯示模塊和電源模塊；測向天線的輸出端與接收機連接，接收機的輸出端與中央處理器連接；中央處理器分別與通訊模塊和顯示模塊連接；所述的電源模塊包括供電電源和防浪涌電路，防浪涌電路的輸入端與供電電源連接；防浪涌電路的輸出端分別與測向天線、接收機、中央處理器、通訊模塊和顯示模塊連接；

所述的防浪涌電路包括電阻R1、TVS管、第一壓敏電阻MOV1、第二壓敏電阻MOV2和氣體放電管D1，電阻R1的一端通過第一公共點A連接到防浪涌電路的輸入端，電阻R1的另一端通過第二公共點B連接到防浪涌電路的輸出端；所述的第一公共點A還通過TVS管接地；所述的第二公共點B還依次通過第一壓敏電阻MOV1和第二壓敏電阻MOV2接地；所述的第二壓敏電阻的兩端還并聯(lián)有氣體放電管D1；

測向天線包括底板和天線罩，天線罩固定在底板上并與底板形成密閉空腔，密閉空腔內設有開關矩陣、立柱和多塊安裝板，開關矩陣設置在底板上且開關矩陣集成有多個開關，立柱固定在底板上并與底板垂直，多塊安裝板以立柱為中心呈圓周垂直分布在底板上，立柱的上端固定有多個以立柱為圓心均勻分布的高頻端天線元，在每一安裝板的外表面設有與安裝板垂直連接的支臂，支臂的末端兩側分別安裝有低頻振子，每一支臂上的兩個低頻振子組成一個低頻端天線元。

高頻端天線元的數(shù)量、安裝板的數(shù)量以及開關的數(shù)量均相等。

多個高頻端天線元與多個低頻端天線元一一配對，開關用于選通配對的高頻端天線元和低頻端天線元。

高頻端天線元和低頻振子的材質為鋁合金。

所述的多個高頻端天線元與支臂相互錯開，并投影在兩個支臂的中間。

天線罩通過螺釘固定在底板上。

高頻端天線元為對數(shù)周期天線。

所述的接收機包括低噪聲放大器、混頻器、本振驅動放大器、低通濾波器、AD轉換電路；所述的低噪聲放大器接收來自測向天線的射頻信號、低噪聲放大器的輸出端與混頻器的第一輸入端連接；混頻器的第二輸入端與本振驅動放大器的輸出端連接；混頻器的輸出端依次與低通濾波器和AD轉換電路連接，AD轉換電路的輸出端與中央處理器連接；

所述的接收機還包括本振信號發(fā)生器和T型電阻衰減網(wǎng)絡，所述的本振信號發(fā)生器的輸出端通過T型電阻衰減網(wǎng)絡與本振驅動放大器連接。

還包括備份存儲器，所述的備份存儲器與中央處理器連接。

所述的通訊模塊包括無線通訊單元和以太網(wǎng)通訊單元，用于向監(jiān)控中心實時進行數(shù)據(jù)傳輸。

進一步地，所述的無線通訊單元為2G、3G或4G通訊模塊；

進一步的，所述的以太網(wǎng)通訊單元包括以太網(wǎng)芯片和以太網(wǎng)接口，中央處理器與以太網(wǎng)芯片連接，以太網(wǎng)芯片與以太網(wǎng)接口連接，以太網(wǎng)接口通過以太網(wǎng)連接到監(jiān)控中心。

本實用新型的有益效果是：（1）電源模塊中設置有防浪涌電路，能夠保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正常、穩(wěn)定地工作。

（2）通過開關矩陣能夠切換多個圓周分布的高頻端天線元和低頻端天線元，從而實現(xiàn)在各個方向進行跟蹤和掃描完成測向。

（3）設置有備份存儲器，能夠將測向數(shù)據(jù)進行實時存儲，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

（4）通訊模塊由無線通訊單元和以太網(wǎng)通訊單元構成，即使在無線信號差的情況下，也能夠通過以太網(wǎng)通信單元對測向數(shù)據(jù)進行傳順，保證了通訊的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖；

圖2為防浪涌電路結構示意圖；

圖3為測向天線的結構示意圖；

圖4為接收機的原理框圖；

圖中，1-底板，2-天線罩，3-密閉空腔，4-開關矩陣，41-開關，5-立柱，51-高頻端天線元，6-安裝板，61-支臂，62-低頻振子。

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種應用于地面干擾信號監(jiān)測定位的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括測向天線、接收機、中央處理器、通訊模塊、顯示模塊和電源模塊；測向天線的輸出端與接收機連接，接收機的輸出端與中央處理器連接；中央處理器分別與通訊模塊和顯示模塊連接；所述的電源模塊包括供電電源和防浪涌電路，防浪涌電路的輸入端與供電電源連接；防浪涌電路的輸出端分別與測向天線、接收機、中央處理器、通訊模塊和顯示模塊連接；

進一步地，中央處理器可采用MSP430單片機。

進一步地，顯示模塊為示波設備，如示波器等。

如圖2所示，所述的防浪涌電路包括電阻R1、TVS管、第一壓敏電阻MOV1、第二壓敏電阻MOV2和氣體放電管D1，電阻R1的一端通過第一公共點連接到防浪涌電路的輸入端，電阻R1的另一端通過第二公共點連接到防浪涌電路的輸出端；所述的第一公共點還通過TVS管接地；所述的第二公共點還依次通過第一壓敏電阻MOV1和第二壓敏電阻MOV2接地；所述的第二壓敏電阻的兩端還并聯(lián)有氣體放電管D1；

如圖3所示，測向天線包括底板1和天線罩2，天線罩2固定在底板1上并與底板1形成密閉空腔3，密閉空腔3內設有開關矩陣4、立柱5和多塊安裝板6，開關矩陣4設置在底板1上且開關矩陣4集成有多個開關41，立柱5固定在底板1上并與底板1垂直，多塊安裝板6以立柱5為中心呈圓周垂直分布在底板1上，立柱5的上端固定有多個以立柱5為圓心均勻分布的高頻端天線元51，在每一安裝板6的外表面設有與安裝板6垂直連接的支臂61，支臂61的末端兩側分別安裝有低頻振子62，每一支臂61上的兩個低頻振子62組成一個低頻端天線元。

所述的高頻端天線元51的數(shù)量、安裝板6的數(shù)量以及開關41的數(shù)量均相等。

多個高頻端天線元51與多個低頻端天線元一一配對，開關41用于選通配對的高頻端天線元51和低頻端天線元。

高頻端天線元51和低頻振子62的材質為鋁合金。

所述的多個高頻端天線元51與支臂6相互錯開，并投影在兩個支臂6的中間。

天線罩2通過螺釘固定在底板1上。

高頻端天線元51為對數(shù)周期天線。

具體在使用時，通過切換開關矩陣4 上的開關41，即可選通一對配對的高頻端天線元51 和低頻端天線元，通過各個方向的高頻端天線元51 和低頻端天線元快速切換，可以快速跟蹤和掃描信號，從而捕捉信號完成測向，可以提高測向效率。

如圖4所示，所述的接收機包括低噪聲放大器、混頻器、本振驅動放大器、低通濾波器、AD轉換電路；所述的低噪聲放大器接收來自測向天線的射頻信號、低噪聲放大器的輸出端與混頻器的第一輸入端連接；混頻器的第二輸入端與本振驅動放大器的輸出端連接；混頻器的輸出端依次與低通濾波器和AD轉換電路連接，AD轉換電路的輸出端與中央處理器連接；

所述的接收機還包括本振信號發(fā)生器和T型電阻衰減網(wǎng)絡，所述的本振信號發(fā)生器的輸出端通過T型電阻衰減網(wǎng)絡與本振驅動放大器連接。

所述的一種應用于地面干擾信號監(jiān)測定位的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，還包括備份存儲器，所述的備份存儲器與中央處理器連接。備份存儲器能夠將測向數(shù)據(jù)進行實時存儲，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

所述的通訊模塊包括無線通訊單元和以太網(wǎng)通訊單元，用于向監(jiān)控中心實時進行數(shù)據(jù)傳輸。

進一步地，所述的無線通訊單元為2G、3G或4G通訊模塊；

進一步的，所述的以太網(wǎng)通訊單元包括以太網(wǎng)芯片和以太網(wǎng)接口，中央處理器與以太網(wǎng)芯片連接，以太網(wǎng)芯片與以太網(wǎng)接口連接，以太網(wǎng)接口通過以太網(wǎng)連接到監(jiān)控中心。

在對干擾信號進行數(shù)據(jù)采集時，受到環(huán)境影響（雷電、高壓電線等），電源模塊可能產(chǎn)生浪涌電壓，有浪涌電壓輸入時，第一壓敏電阻MOV1和第二壓敏電阻MOV2承擔保護作用, 同時，電阻R1和TVS管對浪涌電壓的殘余能量進行抑制，進而防止浪涌電壓對用電裝置產(chǎn)生的影響；

進一步地，如果浪涌電壓過大，沖擊放電電流過大，殘壓超過應有的保護水平時，氣體放電管導通短接第二壓敏電阻MOV2，同時氣體放電管D1將能量釋放到大地，此時系統(tǒng)殘壓由第一壓敏電阻MOV1決定，殘壓將大大降低。這時，再通過電阻R1和TVS管實現(xiàn)對浪涌電壓的殘余能量的抑制。