本實用新型涉及探空技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種探空系統(tǒng)發(fā)射機。

背景技術(shù)：

高空運動狀態(tài)(風向、風速)和氣象要素(氣壓、溫度、濕度)的收集、整理對研究大氣中各種物理過程及天氣預(yù)報服務(wù)是非常重要的。隨著氣象科學事業(yè)的高度發(fā)展，氣象業(yè)務(wù)對探測高度的要求越來越高，它是天氣預(yù)報、氣候分析、科學研究、國際交換、氣象情報和資料的主要來源。發(fā)射機上升和傳輸數(shù)據(jù)的高度越高探測到的氣象資料就越多，為天氣預(yù)報和氣候分析提供的依據(jù)就更多。高度偏低則使觀測的資料不完整，對天氣預(yù)報分析有一定的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種探空系統(tǒng)發(fā)射機，數(shù)據(jù)傳輸距離更高。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下方案：

一種探空系統(tǒng)發(fā)射機，包括微控制器、溫濕壓采集模塊、射頻收發(fā)芯片、北斗/GPS定位模塊、晶體振蕩器、電源模塊、信號調(diào)理電路1、功率放大器電路、信號調(diào)理電路2、天線；所述微控制器分別與所述溫濕壓采集模塊、所述射頻收發(fā)芯片和所述北斗/GPS定位模塊電連接，所述射頻收發(fā)芯片分別與所述晶體振蕩器和所述信號調(diào)理電路1電連接，所述信號調(diào)理電路1與所述功率放大器電路電連接，所述功率放大器電路與所述信號調(diào)理電路2電連接，所述信號調(diào)理電路2與所述天線電連接；所述電源模塊為整個發(fā)射機提供電源，分別與所述微控制器、所述晶體振蕩器、所述射頻收發(fā)芯片及所述功率放大器電路電連接；所述射頻收發(fā)芯片為Si4432，所述晶體振蕩器為30MHz晶體振蕩器。

所述微控制器設(shè)有兩個SPI接口和兩個UART串口，所述微控制器與所述溫濕壓采集模塊和所述射頻收發(fā)芯片分別通過一個SPI接口連接，所述微控制器與所述北斗/GPS定位模塊和所述基測模塊分別通過一個UART串口連接。

所述微控制器采用STM32F051C8T6，工作主頻為24MHz。

所述電源模塊選用線性穩(wěn)壓芯片SPX3819-5.0和SPX3819-3.3，將外接直流電壓轉(zhuǎn)化為DC5V和DC3.3V。

所述外接直流電壓壓值為5V～8V。

所述發(fā)射機還包括基測模塊，所述基測模塊通過UART串口與所述微控制器電連接。

本實用新型的有益效果是具有可靠的遠距離無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Γ綔y到的氣象資料更完整，有利于天氣預(yù)報和氣候分析的進行。

附圖說明

圖1為本實用新型發(fā)射機結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型微控制器連接示意圖。

圖3為本實用新型射頻收發(fā)芯片連接示意圖。

圖4為本實用新型電源電路圖。

圖5為本實用新型射頻收發(fā)芯片Si4432的管腳定義表。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型具體實施例做出詳細說明。

一種探空系統(tǒng)發(fā)射機，包括微控制器、溫濕壓采集模塊、射頻收發(fā)芯片、北斗/GPS定位模塊、基測模塊、晶體振蕩器、電源模塊、信號調(diào)理電路1、功率放大器電路、信號調(diào)理電路2、天線。如圖1所示。

微控制器設(shè)有兩個SPI接口和兩個UART串口，微控制器分別通過兩個SPI接口分別與溫濕壓采集模塊和射頻收發(fā)芯片電連接，微控制器分別通過兩個UART串口與北斗/GPS定位模塊和基測模塊電連接，射頻收發(fā)芯片分別與振蕩器和信號調(diào)理電路1電連接，信號調(diào)理電路1與功率放大器電路電連接，功率放大器電路與信號調(diào)理電路2電連接，信號調(diào)理電路2與天線電連接；電源模塊為整個發(fā)射機提供電源，分別與微控制器、晶體振蕩器、射頻收發(fā)芯片及功率放大器電路連接。

其中微控制器采用STM32F051C8T6，工作于24MHz主頻，具有豐富的片上存儲資源；片上集成2個UART串行通信接口、2個SPI通信接口以及定時器、ADC、DAC等豐富的資源。微控制器連接示意圖如圖2所示。微控制器通過端子J9與電源模塊3.3V電壓連接。

發(fā)射機的射頻收發(fā)芯片采用Si4432，Si4432的射頻部分工作于400MHz頻段，符合探空領(lǐng)域的規(guī)范要求。射頻信號在經(jīng)過板載功率放大器電路進行放大后，輸出功率最高可達22±1dBm。發(fā)射機具有可靠的遠距離無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?。射頻收發(fā)芯片的連接示意圖如圖3所示，Si4432通過管腳VDD_RF與電源模塊連接，通過信號S_SCK、S_MOST和S_MI SO與微控制器連接。晶體振蕩器振蕩頻率為30MHz，30MHz頻率輸入到射頻收發(fā)芯片Si4432，經(jīng)Si4432芯片內(nèi)部倍頻電路和分頻電路后得到400MHz頻率，供Si4432射頻部分使用。

射頻收發(fā)芯片對數(shù)據(jù)進行FSK調(diào)制，F(xiàn)SK(Frequency-shi ft keying)是信息傳輸中一種調(diào)制方式,它具有實現(xiàn)容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好的優(yōu)點。射頻收發(fā)芯片將接收到的二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成FSK信號傳輸，在地面終端在將接收到的FSK信號轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)。本發(fā)射機采用連繼相位FSK調(diào)制，相位連續(xù)的FSK信號的功率譜密度函數(shù)最終按照頻率偏移的負四次冪衰落。

在通信原理綜合實驗系統(tǒng)中，F(xiàn)SK的調(diào)制方案如下：

FSK信號：S(t)＝cos(ω0t+2πfi·t)

在通信信道FSK模式的基帶信號中傳號采用fH頻率，空號采用fL頻率。

發(fā)射機電源部分采用外部直流5V～8V供電，經(jīng)過2個線性穩(wěn)壓芯片后，分別轉(zhuǎn)換為5V和3.3V以供電路中其它元件使用。如圖4所示。線性穩(wěn)壓芯片選用SPX3819-5.0和SPX3819-3.3。DC5V～8V的外部電源由端子J1接入到SPX3819-5.0的Vin端和EN端，經(jīng)SPX3819-5.0穩(wěn)壓后壓值穩(wěn)定在DC5V，由Vout端輸出；DC5V～8V的外部電源接入SPX3819-3.3的Vin端和EN端，經(jīng)SPX3819-3.3的電壓轉(zhuǎn)換后由Vout端輸出DC3.3V電壓。SPX3819-5.0和SPX3819-3.3的GND端均接地，Vout端和BYT端均接濾波電容，濾波電容另一端均接地；外部輸入電壓VCC連接電容，電容另一端接地，起到濾波作用，保證輸入電壓無干擾。

工作流程：微控制器以約1S/次的頻率通過SPI接口獲取溫濕壓采集模塊的數(shù)據(jù)，在經(jīng)過和定位模塊下發(fā)的定位信息整合后，以一定格式封裝成數(shù)據(jù)包，然后微控制器將此數(shù)據(jù)包通過另一個SPI接口發(fā)送至射頻收發(fā)芯片。在經(jīng)過射頻收發(fā)芯片對數(shù)據(jù)進行FSK數(shù)字調(diào)制后將數(shù)據(jù)以400MHz頻段的信號輸出。信號經(jīng)過信號調(diào)理電路1濾波調(diào)整后傳輸至功率放大器電路進行功率放大。之后再經(jīng)過信號調(diào)理電路2濾波調(diào)整后傳輸至天線作為無線信號發(fā)射出去。另外，發(fā)射機有時還需要通過基測模塊接口與基測設(shè)備進行連接，以便對發(fā)射機進行參數(shù)設(shè)置和查詢等操作。

本實用新型的有益效果是具有可靠的遠距離無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，探測到的氣象資料更完整，有利于天氣預(yù)報和氣候分析的進行。

以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化、改進或組合等，均應(yīng)仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。