采用usb接口的1090es模式ads?b接收機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種采用USB接口的1090ES模式ADS?B接收機，包括相連的射頻前端和視頻處理單元，其中：所述射頻前端用于接收天線信號，包括依次連接的低噪聲放大器和對數(shù)放大器；所述視頻處理單元包括用于接收對數(shù)放大器輸出信號的RC積分電路和連接在RC積分電路輸出端的單片機模塊；所述單片機模塊具有外接端口且自帶比較器，所述單片機模塊的PWM信號輸出端口通過外部濾波電路與比較器的反相輸入端相連，所述比較器的正相輸入端與對數(shù)放大器的輸出端相連，所述比較器的輸出端連接在單片機模塊的數(shù)字輸入端口上，其可用于獲取飛機發(fā)出的1090Mhz無線電信號所攜帶的相關(guān)飛行數(shù)據(jù)，價格低廉且體積小。
【專利說明】
采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及航空設(shè)置領(lǐng)域，具體地，涉及一種采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機。
【背景技術(shù)】
[0002]ADS-B即廣播式自動相關(guān)監(jiān)視是國際名航組織推廣的集通信、衛(wèi)星導(dǎo)航和監(jiān)視技術(shù)于一體的新一代技術(shù)，也是基于飛機監(jiān)視技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)，是新一代空中交通管理系統(tǒng)的重要組成部分。ADS-B信息以ADS-B報文形式，通過空-空、空-地和地-地數(shù)據(jù)鏈廣播式傳播。目前大多數(shù)飛機裝備有1090MHz的S模式應(yīng)答機。通過接收該信號，可以獲得飛機的相關(guān)飛行數(shù)據(jù)。但是，現(xiàn)有的專業(yè)的接收設(shè)備體積龐大，價格昂貴。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型為了解決上述技術(shù)問題提供一種采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，其可用于獲取飛機發(fā)出的1090Mhz無線電信號所攜帶的相關(guān)飛行數(shù)據(jù)，價格低廉且體積小。
[0004]本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，包括相連的射頻前端和視頻處理單元，其中:
[0006]所述射頻前端用于接收天線信號，包括依次連接的低噪聲放大器和對數(shù)放大器；
[0007]所述視頻處理單元包括用于接收對數(shù)放大器輸出信號的RC積分電路和連接在RC積分電路輸出端的單片機模塊；
[0008]所述單片機模塊具有外接端口且自帶比較器，所述單片機模塊的PWM信號輸出端口通過外部濾波電路與比較器的反相輸入端相連，所述比較器的正相輸入端與對數(shù)放大器的輸出端相連，所述比較器的輸出端連接在單片機模塊的數(shù)字輸入端口上。
[0009]ADS-B接收機通過全向天線接收1090ES空對地下行數(shù)據(jù)鏈信號。本方案的射頻前端對全向天線的信號進行放大后輸出給視頻處理單元，射頻前端設(shè)備包括低噪聲放大器和對數(shù)放大器，低噪聲放大器其靈敏度高，適宜作為射頻前端的前置放大;對數(shù)放大器對信號進行二次放大，其可以保證射頻前端有很寬的動態(tài)范圍，以限制接收機輸出的雜波干擾電平，使弱信號得到高增益放大，對于強信號則自動降低增益，避免飽和。射頻前端信號輸出的視頻信號分兩路進入視頻處理單元，一路經(jīng)RC積分電路送入單片機模塊，單片機模塊對視頻信號進行轉(zhuǎn)換等處理，并在HVM信號輸出端口輸出等效電壓幅度的HVM信號，該信號通過外部濾波電路平滑后送到比較器的反相輸入端，作為比較器翻轉(zhuǎn)門限電壓；另一路信號視頻信號直接送到比較器的同相輸入端，通過與比較器的反相輸入端進行幅度比較后，在比較器的輸出端輸出TTL電平的PPM脈沖信號;PPM脈沖信號送到單片機模塊的數(shù)字輸入端口，由單片機模塊對該信號進行處理，然后將該信息組裝成標(biāo)準(zhǔn)的ADS-B報文，通過外接端口送給終端使用，其實現(xiàn)了對飛機發(fā)出的1090Mhz無線電信號所攜帶的相關(guān)飛行數(shù)據(jù)的獲取。
[0010]作為優(yōu)選，所述射頻前端還包括濾波電路，所述濾波電路包括一級濾波電路和二級濾波電路，所述一級濾波電路連接在低噪聲放大器的前端，所述二級濾波電路連接在低噪聲放大器和對數(shù)放大器之間。采用兩級濾波電路對全向天線接收到的1090MHZ信號進出濾除，一級濾波電路濾除帶外的干擾信號后送入低噪聲放大器，再經(jīng)二次濾波。采用兩級濾波電路，其可有效的對干擾信號進行濾除，增強其抗干擾能力。
[0011]進一步的，所述一級濾波電路和/或二級濾波電路為聲表面濾波器。
[0012]進一步的，所述射頻前端上還連接有靜電防護電路。利用靜電防護電路對作用于ADS-B接收機的大電流、高電壓進行防護，增強其抗干擾能力。
[0013]作為優(yōu)選，還包括為射頻前端和視頻處理單元供電的電源電路，所述電源電路包括連接在外接端口與單片機模塊之間的LC濾波電路、連接在外接端口和射頻前端之間的電壓轉(zhuǎn)換電路。整個ADS-B接收機具有兩個模塊:射頻前端和視頻處理單元，其需要不同的電壓。本方案中的電源直接來自外接端口。
[0014]作為優(yōu)選，所述外部濾波電路為RC濾波電路。
[0015]作為優(yōu)選，所述外接端口為USB接口。
[0016]綜上，本實用新型的有益效果是:
[0017]1、采用本實用新型所述的ADS-B接收機，其信號經(jīng)天線送到射頻前端，經(jīng)低噪聲放大、對數(shù)放大后將視頻信號發(fā)送到視頻處理單元，視頻信號分兩路:一路經(jīng)RC積分電路送入單片機模塊，單片機模塊對視頻信號進行處理，并在PWM信號輸出端口輸出等效電壓幅度的PWM信號，該信號通過外部濾波電路平滑后送到比較器的反相輸入端，作為比較器翻轉(zhuǎn)門限電壓；另一路信號視頻信號直接送到比較器的同相輸入端，通過與比較器的反相輸入端進行幅度比較后，在比較器的輸出端輸出TTL電平的PPM脈沖信號;PPM脈沖信號送到單片機模塊的數(shù)字輸入端口，由單片機模塊對該信號進行處理，然后將該信息組裝成標(biāo)準(zhǔn)的ADS-B報文，通過外接端口送給終端使用，其實現(xiàn)了對飛機發(fā)出的1090Mhz無線電信號所攜帶的相關(guān)飛行數(shù)據(jù)的獲取。
[0018]2、本實用新型利用射頻前端和視頻處理單元實現(xiàn)，射頻前端包括低噪聲放大器和對數(shù)放大器，視頻處理單元包括單片機模塊及其外圍電路，其電路結(jié)構(gòu)簡單，使得集成后體積小，成本低廉，價格便宜。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的原理框圖。
[0020]圖2是本實用新型視頻信號和經(jīng)比較器輸出后的信號的對比圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]實施例:
[0023]如圖1所示的一種采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，包括相連的射頻前端和視頻處理單元，其中:
[0024]所述射頻前端用于接收天線信號，包括依次連接的低噪聲放大器和對數(shù)放大器；
[0025]所述視頻處理單元包括用于接收對數(shù)放大器輸出信號的RC積分電路和連接在RC積分電路輸出端的單片機模塊；
[0026]所述單片機模塊具有外接端口且自帶比較器，所述單片機模塊的HVM信號輸出端口通過外部濾波電路與比較器的反相輸入端相連，所述比較器的正相輸入端與對數(shù)放大器的輸出端相連，所述比較器的輸出端連接在單片機模塊的數(shù)字輸入端口上。
[0027]外部濾波電路可采用RC濾波電路。
[0028]單片機模塊內(nèi)部都帶有比較器，比較器采用單片機模塊內(nèi)部自帶的模塊，其可簡化電路結(jié)構(gòu)，進一步的減小其體積。射頻前端輸出的信號為模擬信號，其不能直接送到單片機模塊進行數(shù)字邏輯處理，因此通過比較器進行比較后，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的TTL邏輯電平的信號送到單片機模塊。比較器的正相輸入端與視頻信號連接，比較器的反相輸入端與單片機模塊的PWM信號連接，將比較器正相輸入端輸入的信號進行量化后輸出TTL電平信號。本部分的示例如圖2所示，其中上部分信號為視頻信號，下部分信號為經(jīng)過比較器后輸出的TTL電平信號，該信號送到單片機模塊的數(shù)字輸入端口，由單片機模塊對該信號進行采集、前導(dǎo)頭探測、CRC校驗等處理，然后將CRC校驗通過的編碼信息組裝成標(biāo)準(zhǔn)的ADS-B報文，通過外接端口送給終端使用。
[0029]為了增強其抗干擾能力，在上述實施方式的基礎(chǔ)上做了優(yōu)化，即所述射頻前端還包括濾波電路，所述濾波電路包括一級濾波電路和二級濾波電路，所述一級濾波電路連接在低噪聲放大器的前端，所述二級濾波電路連接在低噪聲放大器和對數(shù)放大器之間。
[0030]所述一級濾波電路和/或二級濾波電路為聲表面濾波器。一級濾波電路的聲表面濾波器采用1090MHz聲表面濾波器。
[0031 ]為了增強ADS-B接收機對大電流、高電壓的防御能力，在射頻前端上連接靜電防護電路。
[0032]電源電路為射頻前端和視頻處理單元供電，所述電源電路包括連接在外接端口與單片機模塊之間的LC濾波電路、連接在外接端口和射頻前端之間的電壓轉(zhuǎn)換電路。電壓轉(zhuǎn)換電路可采用三端穩(wěn)壓器，對外接端口的電壓降壓直接供給射頻前端使用。單片機模塊的工作電壓一般為5V，外接端口的電壓經(jīng)LC濾波電路處理后供給單片機模塊使用。整個ADS-B接收機的功耗不到10mA，USB接口供電能力完全可以勝任，故外接端口可采用USB接口。
[0033]如上所述，可較好的實現(xiàn)本實用新型。
【主權(quán)項】
1.采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，其特征在于，包括相連的射頻前端和視頻處理單元，其中: 所述射頻前端用于接收天線信號，包括依次連接的低噪聲放大器和對數(shù)放大器； 所述視頻處理單元包括用于接收對數(shù)放大器輸出信號的RC積分電路和連接在RC積分電路輸出端的單片機模塊； 所述單片機模塊具有外接端口且自帶比較器，所述單片機模塊的HVM信號輸出端口通過外部濾波電路與比較器的反相輸入端相連，所述比較器的正相輸入端與對數(shù)放大器的輸出端相連，所述比較器的輸出端連接在單片機模塊的數(shù)字輸入端口上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，其特征在于:所述射頻前端還包括濾波電路，所述濾波電路包括一級濾波電路和二級濾波電路，所述一級濾波電路連接在低噪聲放大器的前端，所述二級濾波電路連接在低噪聲放大器和對數(shù)放大器之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，其特征在于:所述一級濾波電路和/或二級濾波電路為聲表面濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，其特征在于:所述射頻前端上還連接有靜電防護電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，其特征在于:還包括為射頻前端和視頻處理單元供電的電源電路，所述電源電路包括連接在外接端口與單片機模塊之間的LC濾波電路、連接在外接端口和射頻前端之間的電壓轉(zhuǎn)換電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，其特征在于:所述外部濾波電路為RC濾波電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用USB接口的1090ES模式ADS-B接收機，其特征在于:所述外接端口為USB接口。
【文檔編號】G08G5/00GK205681418SQ201620628032
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月23日 公開號201620628032.0, CN 201620628032, CN 205681418 U, CN 205681418U, CN-U-205681418, CN201620628032, CN201620628032.0, CN205681418 U, CN205681418U
【發(fā)明人】劉志勇, 林琳, 劉引川, 周躍飛
【申請人】中國民用航空飛行學(xué)院