機載搜索機的製作方法
2023-12-12 22:43:37 1
專利名稱：機載搜索機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種海上應急救援使用的機載搜索機。
背景技術：
按照國際海事組織及我國海事局有關規定，海船上大多安裝有VHF電臺、海事無線電話、GPS定位系統以及衛星船站等通信救援設備。事故發生時，船隻可以通過這些設備向搜救部門求救。但船員落水後，在水流的作用下，將漂離失事地點。由於落水船員基本無個人用通訊或示位設備，因此當救援人員趕到失事地點能很快發現失事船隻，卻很難確定落水船員的具體方位。目前，搜救人員的救援手段落後，只能通過分析失事區域的水流情況，推斷船隻上落水人員可能漂流到的位置；通過攝像系統、照明系統和紅外夜視系統搜尋海面，進行拉網式查找。在沿海島礁較多區域，島礁環流複雜多變，難以推測落水者的方位； 惡劣氣候條件下，搜救更為困難。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種機載搜索機，其裝置在搜救船或搜救飛機上，通過對周邊信標機信號進行無線電測向定位，幫助搜救人員確定遇難用戶位置；因此，能夠加快搜救進程，提高定點救援的成功概率。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供一種機載搜索機，其接收在其周邊的信標機發出的無線電信號，並設置有分別根據該信號給出所述信標機相對距離及方向的兩組信號處理模塊；其中，給出信標機方向的模塊，包含測向天線陣，其包含按設計分布位置組成陣列的多個接收天線，其對應接收信標機發出的頻率相匹配的無線電信號；天線信號處理模塊，其將所述測向天線陣中各個接收天線獲得的多路信號，通過開關切換合成一路信號，並進行濾波放大處理；混頻放大模塊，其將所述天線信號處理模塊輸出的一路合成信號轉換到一設定的頻率，並在全信號範圍內將該信號放大到一設定的輸出幅度；測向數據處理模塊，其對混頻放大模塊輸出的信號進行分時採樣，並將其恢復成測向天線陣上各個天線接收到的多路信號，並計算所述多路信號的相位差，進而給出發射該信號的信標機與所述搜索機的相對方向。所述搜索機中給出信標機相對距離的模塊，包含通信天線，其接收信標機發出的頻率相匹配的無線電信號；濾波放大模塊，接收所述通信天線輸出的信號，對其中的幹擾信號進行濾除，並對所需要的無線電信號進行放大；信號解調模塊，對濾波放大模塊輸出的信號進行解調，判斷該信號是否是由信標機所發射的；[0014]信號檢測模塊，對濾波放大模塊輸出的信號進行信號大小檢測，估算發出該信號的信標機與所述搜索機的相對距離。所述搜索機中還包含系統 控制模塊，其分別接收所述信號解調模塊、信號檢測模塊和測向數據處理模塊發送的信號數據，對整個搜索機的工作狀態進行控制。所述搜索機中還包含顯示模塊，其與系統控制模塊連接，將表示信標機方位和距離的信息，直觀顯示在液晶顯示器上。所述搜索機中還包含蜂鳴器，其與所述系統控制模塊連接，根據接收信標機信號的情況，發出不同聲音，提醒搜救人員注意。所述搜索機中還包含電源模塊，其將220V交流電轉化為+12V和+5V的直流穩壓電源，為整個搜索機供電。所述搜索機設置在前往事故地點救援的搜救船或飛機上。與現有技術相比，裝配了本實用新型所述機載搜索機的救援船或飛機前往事故地點救援時，可以沿途自動搜索半徑5公裡以上海域內信標機發射的無線電信號；該搜索機通過無線電定位技術，能夠獲知附近海域內攜帶該信標機的遇難用戶，相對該救援船或飛機的方位及大致距離，並將搜索結果輸出在顯示器上，配以蜂鳴聲提醒，幫助搜救人員實施定點營救。
圖1是本實用新型所述機載搜索機的總體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。本實用新型所述機載搜索機是海上無線電救援系統的船載部分，可裝備在前往事故地點救援的搜救船或搜救直升機上，對遇難用戶攜帶的信標機發出的無線電信號進行偵聽、發現、通信和定位，並將遇難用戶的方向、距離信息輸出在顯示器上，並配以蜂鳴聲的提醒，指引搜救人員有針對性地實施營救。如圖1所示，所述機載搜索機中，設置有通信天線11，其接收信標機發出的 121. 5MHz無線電信號，並發送至後續的濾波放大模塊12 ；由所述濾波放大模塊12濾除其中的幹擾信號，並對所需的無線電信號進行放大，以便後級模塊解調。信號解調模塊13與所述濾波放大模塊12的輸出端連接，對搜索機接收的信號進行解調，判斷該信號是否是信標機發射的信號；如果是信標機信號，由所述信號檢測模塊 14，對濾波放大模塊12的輸出進行信號大小檢測，根據接收信號的大小與相對距離的對應關係的算法，估算發出該信號的信標機與所述搜索機的相對距離。所述對應關係可以是靠多次外場試驗測試得到。所述機載搜索機中，還設置有測向天線陣21，其包含按設計分布位置組成陣列的多個接收天線，其對應接收信標機發射的121. 5MHz的無線電信號，供後級模塊測向使用。天線信號處理模塊22，將所述測向天線陣21中各個接收天線獲得的多路信號，通過開關切換合成一路信號，並進行濾波放大處理。之後，混頻放大模塊23將合成的一路信號轉換到某一固定的頻率，並在全信號範圍內將該接收信號放大到某一固定輸出幅度，以便後級模塊採樣計算。測向數據處理模塊M對混頻放大模塊23輸出的信號進行分時採樣，並將其恢復成測向天線陣21上接收到的多路信號，並以此計算測向天線陣21上各個天線接收信號的相位差。根據各個天線的相對位置關係與所述相位差等數據，計算得到發射該信號的信標機的相對方向。系統控制模塊30，其分別接收上述信號解調模塊13、信號檢測模塊14和測向數據處理模塊M發送的信號數據，並分別連接一顯示模塊40和一蜂鳴器50。所述系統控制模塊30對整個搜索機的工作狀態進行控制，包含天線切換、顯示控制聲音控制、數據處理和存儲等。所述顯示模塊40將系統控制模塊30送來的信標機方位和距離信息通過處理，以特定的方式顯示在液晶顯示器上，直觀表示了信標機的相對位置信息。所述蜂鳴器50根據接收信標機信號的情況，發出不同聲音，提醒搜救人員注意。一電源模塊60，將220V交流電向直流電轉化，為整個搜索機的系統工作提供+12V 和+5V的直流穩壓電源。上述搜索機中，所述混頻放大模塊23，可以使用motorola、mini等公司的專用晶片，包含放大器MBC13916、MAR-6SM、ERA-8SM，和混頻器ADE-I完成；所述信號檢測模塊14 與信號解調模塊13，可以使用AD公司專用晶片ADF7020-1 ；所述測向數據處理模塊M，可以使用 A/D 專用晶片 AD9432BSQ-105，FPGA 晶片 EP3C16Q240，DSP 晶片 TMS320DM642-600A 實現；所述顯示模塊40使用ARM驅動液晶屏完成，電源模塊60由ARCH公司專用AC-DC電源模塊60完成。綜上所述，裝配本實用新型所述機載搜索機的救援船或飛機前往事故地點救援時，可以沿途自動搜索半徑5公裡以上海域內信標機發射的無線電信號；該搜索機通過無線電定位技術，能夠獲知附近海域內攜帶該信標機的遇難用戶，相對該救援船或飛機的方位及大致距離，並將搜索結果輸出在顯示器上，配以蜂鳴聲提醒，幫助搜救人員實施定點營救。儘管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種機載搜索機，其特徵在於，該搜索機接收在其周邊的信標機發出的無線電信號， 並設置有分別根據該信號給出所述信標機相對距離及方向的兩組信號處理模塊；其中，給出信標機方向的模塊，包含測向天線陣(21)，其包含按設計分布位置組成陣列的多個接收天線，其對應接收信標機發出的頻率相匹配的無線電信號；天線信號處理模塊(22)，其將所述測向天線陣(21)中各個接收天線獲得的多路信號， 通過開關切換合成一路信號，並進行濾波放大處理；混頻放大模塊(23)，其將所述天線信號處理模塊(22)輸出的一路合成信號轉換到一設定的頻率，並在全信號範圍內將該信號放大到一設定的輸出幅度；測向數據處理模塊(24)，其對混頻放大模塊(23)輸出的信號進行分時採樣，並將其恢復成測向天線陣(21)上各個天線接收到的多路信號，並計算所述多路信號的相位差，進而給出發射該信號的信標機與所述搜索機的相對方向。
2.如權利要求1所述機載搜索機，其特徵在於，其中給出信標機相對距離的模塊，包含通信天線(11 )，其接收信標機發出的頻率相匹配的無線電信號； 濾波放大模塊(12)，接收所述通信天線(11)輸出的信號，對其中的幹擾信號進行濾除，並對所需要的無線電信號進行放大；信號解調模塊(13)，對濾波放大模塊(12)輸出的信號進行解調，判斷該信號是否是由信標機所發射的；信號檢測模塊(14)，對濾波放大模塊(12)輸出的信號進行信號大小檢測，估算發出該信號的信標機與所述搜索機的相對距離。
3.如權利要求2所述機載搜索機，其特徵在於，所述搜索機中還包含系統控制模塊(30)，其分別接收所述信號解調模塊(13)、信號檢測模塊(14)和測向數據處理模塊(24)發送的信號數據，對整個搜索機的工作狀態進行控制。
4.如權利要求3所述機載搜索機，其特徵在於，所述搜索機中還包含顯示模塊(40)，其與系統控制模塊(30)連接，將表示信標機方位和距離的信息，直觀顯示在液晶顯示器上。
5.如權利要求4所述機載搜索機，其特徵在於，所述搜索機中還包含蜂鳴器(50)，其與所述系統控制模塊(30)連接，根據接收信標機信號的情況，發出不同聲音，提醒搜救人員注意。
6.如權利要求5所述機載搜索機，其特徵在於，所述搜索機中還包含電源模塊(60)，其將220V交流電轉化為+12V和+5V的直流穩壓電源，為整個搜索機供H1^ ο
7.如權利要求6所述機載搜索機，其特徵在於，所述搜索機設置在前往事故地點救援的搜救船或飛機上。
專利摘要一種機載搜索機，通過測向天線陣的多個接收天線接收其周邊的信標機發出的無線電信號，再由天線信號處理模塊將接收的多路信號，合成一路信號並進行濾波放大處理；再由混頻放大模塊將合成信號轉換到設定頻率，和設定的輸出幅度後，由測向數據處理模塊分時採樣，根據多路信號的相位差，計算給出發射該信號的信標機與所述搜索機的相對方向。本實用新型還另外通過通信天線、濾波放大模塊、信號解調模塊及信號檢測模塊，對信標機信號接收並解調，並估算發出該信號的信標機與所述搜索機的相對距離。裝配本實用新型搜索機的救援船或飛機，對周邊信標機進行無線電測向定位，確認攜帶該信標機的落水者位置，幫助搜救人員實施定點營救。
文檔編號G01S1/06GK202217050SQ20112034139
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者嚴鵬, 李偉, 顧虹 申請人:上海無線電設備研究所