來自第一單刀六擲開關(guān)和第二 單刀六擲開關(guān)的信號,移相器的兩個輸出端與合成器連接,合成器的輸出端與第三單刀六 擲開關(guān)連接。
[0058] 所述的矢量合成器21還包括一個控制輸入端口,所述的控制輸入端口接受外部 的TTL電平信號,控制位數(shù)為4位,其中1位用于控制安裝在支臂轉(zhuǎn)動座7的有源垂直極化 天線3和安裝在支臂轉(zhuǎn)動座對稱件8的有源垂直極化天線3的切換,另外3位用于控制移 相器的相位。
[0059] 所述的機載測向設(shè)備22包括外部殼體和內(nèi)部電路。如圖8所示,所述的內(nèi)部電路 包括GPS模塊、GPS天線、電子羅盤、X86板卡、接收機、WIFI模塊和WIFI全向天線;GPS模 塊接收來自GPS天線的射頻信號,GPS模塊的輸出端與X86板卡連接,電子羅盤與X86板卡 連接,接收機接收來自監(jiān)測測向天線的射頻信號,接收機與X86處理板連接,X86板卡的檢 測天線控制輸出端與監(jiān)測測向天線連接,X86板卡還與WIFI模塊連接,WIFI模塊與WIFI全 向天線連接,WIFI全向天線接收來自外部監(jiān)測終端的信號或者向外部監(jiān)測終端發(fā)送信號。
[0060] 升空干涉儀測向,使用的升空設(shè)備是旋翼飛行器。旋翼飛行器不能在雨天飛行,因 此機載測向設(shè)備22也就不需要防雨,在設(shè)備的外殼上增加通風孔23,將自然風引入到設(shè)備 內(nèi)部,從而將設(shè)備內(nèi)部的熱量帶走,降低設(shè)備的溫度。開孔后的機載測向設(shè)備22如圖7所 不。
[0061] 所述的通風孔23設(shè)置于機載測向設(shè)備22的兩側(cè),并且呈對稱分布。
[0062] 為了提高X86板卡的穩(wěn)定性,在X86的核心板上增加冷板,增加冷板降低了X86板 卡的溫度,提高了可靠性。
[0063] 天線接收到空間信號后,送到數(shù)字接收機進行處理;由數(shù)字接收機進行模擬下變 頻和AD采樣,輸出I/Q信號到X86處理板,X86處理板對I/Q信號進行FFT處理,輸出需要 的頻譜信息和幅度信息,X86處理板同時處理電子羅盤的方位信息。頻譜信息、幅度信息和 方位信息通過輸出傳輸單元傳輸?shù)酵獠勘O(jiān)測終端。
[0064] 數(shù)字接收機采用Ettus的USRPB210,該板卡實現(xiàn)寬帶射頻信號的變頻,中頻信號 的ADC,對I/Q信號的DDC處理。
[0065]X86系統(tǒng)主板主要完成系統(tǒng)信號處理以及網(wǎng)絡(luò)管理等核心處理,同時具備WIFI 通信以及傳輸功能,X86主板采用廣州致遠電子股份有限公司開發(fā)的具備標準接口的 C0ME1054-02 核心板。
[0066] 飛行器在飛行過程中,受空中氣流影響,以及飛行路徑的改變,飛行姿態(tài)隨時在發(fā) 生變化,因此需要選用三軸電子羅盤。本實用新型采用南京覺微電子的ECS-V1.0電子羅 盤,該電子羅盤具有體積小、功耗低、高靈敏度、響應(yīng)速度快等特點。
[0067] 選用體積小、重量輕、有網(wǎng)口和USB口的WIFI模塊。本實用新型選擇BL-3070-RZ1B 型WIFI模塊。
[0068] 飛行器載WIFI天線選用體積小、重量輕的全向WIFI天線,本實用新型選擇卡王 KW-5106型天線。
[0069] 所述的內(nèi)部電路還包括電源管理板和電池;電池與電源管理板連接,電源管理板 在對電池的電壓進行轉(zhuǎn)換之后分別向GPS模塊、電子羅盤、X86板卡、接收機、WIFI模塊和監(jiān) 測測向天線供電。圖9和下表表示電源管理辦分配情況。
[0070]
[0071] 表1加載設(shè)備功耗
[0072] 由上表可知,加載設(shè)備電壓有三種,即5V、6V和12V,功耗有27W。按電源的轉(zhuǎn)換效 率為85%,總功耗為31. 7W。
[0073] 電池選用鈷酸鋰電池,單只電池的電壓范圍為2. 75~4. 2V,本實用需要的電壓為 +5V、+6V和+12V,因此需要兩只電池串聯(lián),電壓范圍達到5. 5~8. 4V,能滿足+5V、+6V直接穩(wěn) 壓的需求。單只鈷酸鋰電池的容量為3. 4Ah(松下18650型電池),兩只電池的容量為7. 2 Ah,電池使用時間計算如下:
[0074] 7.2 (Ah)XI(只)X6 (V)X0.85 (效率 85%)/24 (W)=1.53h;
[0075] 為了執(zhí)行更長時間的監(jiān)測測向任務(wù),在重量允許的范圍內(nèi),將電池增加到4只。
[0076] 如圖10所示,旋翼飛行器,包括機身和設(shè)置與機身內(nèi)部的電路,所述的機身包括 機體、多個與機體連接的旋翼臂24和多個與旋翼臂24連接的旋翼模組,所述的旋翼模組包 括控制旋翼軸旋轉(zhuǎn)的調(diào)速裝置25、旋翼軸、與旋翼軸連接的旋翼26 ;
[0077] 如圖11所示,所述的機體底部設(shè)置有多個用于掛載機載測向設(shè)備22的掛鉤29,機 載測向設(shè)備22的殼體側(cè)面設(shè)置有與掛鉤29匹配使用的螺釘31 ;
[0078] 如圖12所示,所述的電路包括無線通信模塊、控制模塊、能源模塊和定位模塊;所 述的能源模塊為無線通信模塊、控制模塊、調(diào)速裝置25和定位模塊供電;所述的無線通信 模塊與控制模塊連接,控制模塊的多個控制輸出端與調(diào)速裝置25連接,定位模塊的輸出端 與控制模塊連接。
[0079] 無線通信模塊接收來自地面的控制命令之后,發(fā)送至控制模塊,控制模塊對控制 命令進行分析之后控制調(diào)速裝置25,以達到,控制方向(包括移動到某處以及懸停)的目的。
[0080] 通過定位模塊實時將飛行數(shù)據(jù)通過無線通信模塊發(fā)送至地面的控制端。
[0081] 任意相鄰兩個旋翼臂24之間的角度相同。
[0082] 所述的旋翼臂24有8個,機體每隔45度設(shè)置有一個旋翼臂24。
[0083] 所述的機體包括底座27和設(shè)置于底座27上的柱狀體28,所述的底座27連接旋翼 臂24,底座27下部設(shè)置有多個掛鉤29,所述的柱狀體28內(nèi)部設(shè)置有所述電路。
[0084] -種具有掛鉤的旋翼飛行器還包括兩個支架30,所述的支架30的固定端與機體 底部連接。
[0085] 所述的能源模塊包括至少一個鋰電池。
[0086] 所述的無線通信模塊為3G模塊/4G模塊/WIFI模塊/藍牙模塊中的其中一種。
[0087] 信號的接收和處理部分在空中,而最終的處理和顯示在地面的筆記本上進行。要 將空中的信號傳輸?shù)降孛妫托枰脽o線通信,當前可用的無線通信有藍牙、WIFI和公共通 信系統(tǒng)中的3G/4G通信。本次研制關(guān)注的重點是無線通信的傳輸距離。
[0088] 旋翼飛行器的升空高度最大為600米,當飛行半徑達到500米時,旋翼飛行器距離 操作人員的直線距離為800米。從表1中可以看出,藍牙和WIFI的傳輸距離都達不到這么 遠,最好采用3G或者4G公眾通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。
[0089] 所述的定位模塊為GPS模塊/北斗模塊的其中一種。
[0090] 所述的控制模塊包括微控制器,所述的微控制器的型號為MSP430。MSP430重量輕 體積小。
【主權(quán)項】
1. 一種掛載升空干涉儀測向用的飛行器,其特征在于:它包括干涉儀天線陣、機載測 向設(shè)備(22)和旋翼飛行器; 所述的干涉儀天線陣包括天線陣部分(1)和立桿部分(2);所述的天線陣部分(1)包括 三個有源垂直極化天線(3)、一個天線中間固