專利名稱：機載搜索機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海上應(yīng)急救援使用的機載搜索機。
背景技術(shù)：
按照國際海事組織及我國海事局有關(guān)規(guī)定，海船上大多安裝有VHF電臺、海事無線電話、GPS定位系統(tǒng)以及衛(wèi)星船站等通信救援設(shè)備。事故發(fā)生時，船只可以通過這些設(shè)備向搜救部門求救。但船員落水后，在水流的作用下，將漂離失事地點。由于落水船員基本無個人用通訊或示位設(shè)備，因此當救援人員趕到失事地點能很快發(fā)現(xiàn)失事船只，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后，只能通過分析失事區(qū)域的水流情況，推斷船只上落水人員可能漂流到的位置；通過攝像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和紅外夜視系統(tǒng)搜尋海面，進行拉網(wǎng)式查找。在沿海島礁較多區(qū)域，島礁環(huán)流復雜多變，難以推測落水者的方位； 惡劣氣候條件下，搜救更為困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明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，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種機載搜索機，其接收在其周邊的信標機發(fā)出的無線電信號，并設(shè)置有分別根據(jù)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(shè)計分布位置組成陣列的多個接收天線，其對應(yīng)接收信標機發(fā)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(guān)切換合成一路信號，并進行濾波放大處理；
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(zhuǎn)換到一設(shè)定的頻率，并在全信號范圍內(nèi)將該信號放大到一設(shè)定的輸出幅度；
測向數(shù)據(jù)處理模塊，其對混頻放大模塊輸出的信號進行分時采樣，并將其恢復成測向天線陣上各個天線接收到的多路信號，并計算所述多路信號的相位差，進而給出發(fā)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(fā)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，對其中的干擾信號進行濾除，并對所需要的無線電信號進行放大；
信號解調(diào)模塊，對濾波放大模塊輸出的信號進行解調(diào)，判斷該信號是否是由信標機所發(fā)射的；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(fā)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(tǒng)控制模塊，其分別接收所述信號解調(diào)模塊、信號檢測模塊和測向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的信號數(shù)據(jù)，對整個搜索機的工作狀態(tài)進行控制。所述搜索機中還包含顯示模塊，其與系統(tǒng)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(tǒng)控制模塊連接，根據(jù)接收信標機信號的情況，發(fā)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(zhuǎn)化為+12V和+5V的直流穩(wěn)壓電源，為整個搜索機供電。所述搜索機設(shè)置在前往事故地點救援的搜救船或飛機上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，裝配了本發(fā)明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公里以上海域內(nèi)信標機發(fā)射的無線電信號；該搜索機通過無線電定位技術(shù)，能夠獲知附近海域內(nèi)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，并將搜索結(jié)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是本發(fā)明所述機載搜索機的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明所述機載搜索機是海上無線電救援系統(tǒng)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(fā)出的無線電信號進行偵聽、 發(fā)現(xiàn)、通信和定位，并將遇難用戶的方向、距離信息輸出在顯示器上，并配以蜂鳴聲的提醒， 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(shè)置有通信天線11，其接收信標機發(fā)出的 121. 5MHz無線電信號，并發(fā)送至后續(xù)的濾波放大模塊12 ；由所述濾波放大模塊12濾除其中的干擾信號，并對所需的無線電信號進行放大，以便后級模塊解調(diào)。信號解調(diào)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(diào)，判斷該信號是否是信標機發(fā)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(jù)接收信號的大小與相對距離的對應(yīng)關(guān)系的算法，估算發(fā)出該信號的信標機與所述搜索機的相對距離。所述對應(yīng)關(guān)系可以是靠多次外場試驗測試得到。所述機載搜索機中，還設(shè)置有測向天線陣21，其包含按設(shè)計分布位置組成陣列的多個接收天線，其對應(yīng)接收信標機發(fā)射的121. 5MHz的無線電信號，供后級模塊測向使用。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(guān)切換合成一路信號，并進行濾波放大處理。之后，混頻放大模塊23將合成的一路信號轉(zhuǎn)換到某一固定的頻率，并在全信號范圍內(nèi)將該接收信號放大到某一固定輸出幅度，以便后級模塊采樣計算。測向數(shù)據(jù)處理模塊M對混頻放大模塊23輸出的信號進行分時采樣，并將其恢復成測向天線陣21上接收到的多路信號，并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(jù)各個天線的相對位置關(guān)系與所述相位差等數(shù)據(jù)，計算得到發(fā)射該信號的信標機的相對方向。系統(tǒng)控制模塊30，其分別接收上述信號解調(diào)模塊13、信號檢測模塊14和測向數(shù)據(jù)處理模塊M發(fā)送的信號數(shù)據(jù)，并分別連接一顯示模塊40和一蜂鳴器50。所述系統(tǒng)控制模塊30對整個搜索機的工作狀態(tài)進行控制，包含天線切換、顯示控制聲音控制、數(shù)據(jù)處理和存儲等。所述顯示模塊40將系統(tǒng)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(jù)接收信標機信號的情況，發(fā)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(zhuǎn)化，為整個搜索機的系統(tǒng)工作提供+12V 和+5V的直流穩(wěn)壓電源。上述搜索機中，所述混頻放大模塊23，可以使用motorola、mini等公司的專用芯片，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(diào)模塊13，可以使用AD公司專用芯片ADF7020-1 ；所述測向數(shù)據(jù)處理模塊M，可以使用 A/D 專用芯片 AD9432BSQ-105，F(xiàn)PGA 芯片 EP3C16Q240，DSP 芯片 TMS320DM642-600A 實現(xiàn)；所述顯示模塊40使用ARM驅(qū)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，裝配本發(fā)明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公里以上海域內(nèi)信標機發(fā)射的無線電信號；該搜索機通過無線電定位技術(shù)，能夠獲知附近海域內(nèi)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，并將搜索結(jié)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。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種機載搜索機，其特征在于，該搜索機接收在其周邊的信標機發(fā)出的無線電信號， 并設(shè)置有分別根據(jù)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(shè)計分布位置組成陣列的多個接收天線，其對應(yīng)接收信標機發(fā)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(guān)切換合成一路信號，并進行濾波放大處理；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(zhuǎn)換到一設(shè)定的頻率，并在全信號范圍內(nèi)將該信號放大到一設(shè)定的輸出幅度；測向數(shù)據(jù)處理模塊(24)，其對混頻放大模塊(23)輸出的信號進行分時采樣，并將其恢復成測向天線陣(21)上各個天線接收到的多路信號，并計算所述多路信號的相位差，進而給出發(fā)射該信號的信標機與所述搜索機的相對方向。
2.如權(quán)利要求1所述機載搜索機，其特征在于，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(fā)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，對其中的干擾信號進行濾除，并對所需要的無線電信號進行放大；信號解調(diào)模塊(13)，對濾波放大模塊(12)輸出的信號進行解調(diào)，判斷該信號是否是由信標機所發(fā)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(fā)出該信號的信標機與所述搜索機的相對距離。
3.如權(quán)利要求2所述機載搜索機，其特征在于，所述搜索機中還包含系統(tǒng)控制模塊(30)，其分別接收所述信號解調(diào)模塊(13)、信號檢測模塊(14)和測向數(shù)據(jù)處理模塊(24)發(fā)送的信號數(shù)據(jù)，對整個搜索機的工作狀態(tài)進行控制。
4.如權(quán)利要求3所述機載搜索機，其特征在于，所述搜索機中還包含顯示模塊(40)，其與系統(tǒng)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(quán)利要求4所述機載搜索機，其特征在于，所述搜索機中還包含蜂鳴器(50)，其與所述系統(tǒng)控制模塊(30)連接，根據(jù)接收信標機信號的情況，發(fā)出不同聲音，提醒搜救人員注意。
6.如權(quán)利要求5所述機載搜索機，其特征在于，所述搜索機中還包含電源模塊(60)，其將220V交流電轉(zhuǎn)化為+12V和+5V的直流穩(wěn)壓電源，為整個搜索機供H1^ ο
7.如權(quán)利要求6所述機載搜索機，其特征在于，所述搜索機設(shè)置在前往事故地點救援的搜救船或飛機上。
全文摘要
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(fā)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，合成一路信號并進行濾波放大處理；再由混頻放大模塊將合成信號轉(zhuǎn)換到設(shè)定頻率，和設(shè)定的輸出幅度后，由測向數(shù)據(jù)處理模塊分時采樣，根據(jù)多路信號的相位差，計算給出發(fā)射該信號的信標機與所述搜索機的相對方向。本發(fā)明還另外通過通信天線、濾波放大模塊、信號解調(diào)模塊及信號檢測模塊，對信標機信號接收并解調(diào)，并估算發(fā)出該信號的信標機與所述搜索機的相對距離。裝配本發(fā)明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G01S1/02GK102419429SQ20111026941
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者嚴鵬, 李偉, 顧虹 申請人:上海無線電設(shè)備研究所