北斗双模用户机的外部天线切换装置及天线装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种北斗双模用户机的外部天线切换装置，包括依次连接的天线信号检测装置、信号处理装置和切换开关控制装置，所述天线信号检测装置连接用户机的馈电电路装置并检测用户机连接外部天线的信号，传输至信号处理装置处理输出切换控制信号至切换控制装置，并控制外部天线的信号与用户机的天线电路装置的连接操作或断开操作。本实用新型北斗双模用户机的天线装置，包括上述的外部天线切换装置，还包括内部天线、外部天线、连接所述天线切换装置和内部天线/外部天线的天线电路装置。本实用新型使得北斗双模用户机在插上外部天线时，即可使用外部天线，而不需要现有技术的手动设置操作，使得操作简捷，避免人工设置时出现的操作失误。
【专利说明】北斗双模用户机的外部天线切换装置及天线装置
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及一种涉及北斗外部天线切换装置，尤其是北斗手持双模用户机的外部天线切换装置及天线装置。
【【背景技术】】
[0002]北斗二号卫星导航系统(BD2或Beidou-2)是中国独立开发的全球卫星导航系统。截止2012年底已有14颗卫星服务于亚太地区，包括5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星和4颗MEO卫星。
[0003]北斗二号卫星导航系统主要提供三大功能:短报文通信；定位导航；授时。
[0004]北斗二号卫星系统涉及5个频点:S频点:249IMHz ；L频点:1615MHz ；B1频点:1561MHz ；B2 频点:1207MHz ;和 B3 频点:1268MHz。
[0005]其中S、L频点兼容原来的北斗一号系统，实现北斗双向定位、北斗短报文通信功能。B1、B2、B3频点提供快速定位导航和精密授时功能。
[0006]北斗手持双模用户机涉及S、L和B3 (或B1、LI)三个频点，实现短报文通信、快速定位导航等功能。北斗手持双模用户机的外部天线用于在特殊场景，例如汽车内、临时房屋内、临时遮蔽处等场景下使用北斗短报文应急通信、北斗快速定位导航。然而，现有技术的北斗手持双模用户机需要用户通过手动操作点击界面按钮的方式来切换内外部天线使用，使得操作极为不便。
【实用新型内容】
`[0007]本实用新型提供一种北斗手持双模用户机的外部天线切换装置，简化天线操作，大大便利使用。
[0008]为解决上述的技术问题，本实用新型提供一种北斗双模用户机的外部天线切换装置，包括依次连接的天线信号检测装置、信号处理装置和切换开关控制装置，所述天线信号检测装置连接用户机的馈电电路装置并检测用户机连接外部天线的信号，传输至信号处理装置处理输出切换控制信号至切换控制装置，并控制外部天线的信号与用户机的天线电路装置的连接操作或断开操作。
[0009]如上所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，所述天线信号检测装置为电流检测器，所述电流检测器检测用户机连接外部天线的信号为外部天线连接用户机的电流信号。
[0010]如上所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，所述信号处理装置为比较器，所述切换开关控制装置为射频开关，所述比较器处理电流检测器输出的信号生成切换控制信号并输出至射频开关控制外部天线的信号与用户机的天线电路装置的连接操作或断开操作。
[0011]如上所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，所述信号处理装置为比较器，还包括分别连接电流检测器和比较器的稳压二极管。[0012]如上所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，所述比较器的参考值设置为
3.3V 或者 5V。
[0013]如上所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，所述比较器处理电流检测器输出的电压值并输出外部天线与用户机连接的连接信号并输出至所述射频电路控制外部天线与用户机的天线电路装置的连接或断开操作。
[0014]如上所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，所述电流检测器的电流负载检测模式包括下行信号实时接收和突发上行信号发射两种工作模式的电流检测。
[0015]如上所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，所述电流负载检测模式的电流负载检测包括将所述电流检测器检测的电流换算成电压的线性匹配电路。
[0016]本实用新型进一步提供一种北斗双模用户机的天线装置，包括上述任一方案的天线切换装置，还包括内部天线、外部天线、连接所述天线切换装置和内部天线/外部天线的天线电路装置。
[0017]本实用新型还进一步提供一种切换外部天线的北斗双模用户机，包括上述方案的北斗双模用户机的天线装置，还包括连接所述天线装置的北斗导航数据处理装置。
[0018]本实用新型的北斗双模用户机的外部天线切换装置自动侦测外部天线的连接状态，通过射频开关控制切换并接收外部天线的信号，使得插上外部天线时，即可使用外部天线，而不需要现有技术的手动设置操作，使得操作简捷，避免人工设置时出现的操作失误。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0019]图1是本实用 新型的外部天线切换示意图。
[0020]图2A是本实用新型的外部天线切换电路原理图。
[0021]图2B是连接图2A在天线切换信号时接收信号的示意图。
[0022]图2C是连接图2A在天线切换信号时发射信号的示意图。
【【具体实施方式】】
[0023]为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施方式、结构特征，对本实用新型的具体结构及其功效，详细说明如下。
[0024]服务于用户位置确定的中国北斗卫星无线电业务有两种。一种是卫星无线电导航业务，英文全称Radio Navigation Satellite System,缩写RNSS,由用户接收卫星无线电导航信号，自主完成至少到4颗卫星的距离测量，进行用户位置，速度及航行参数计算。GPS导航系统是典型的RNSS系统。另一种是卫星无线电测定业务，英文全称RadioDetermination Satellite Service,缩写RDSS。北斗导航卫星无线电业务包括北斗RDSS和RNSS两种工作模式，本实用新型利用外部天线插入连接北斗双模用户机的主机时的电流负载检测，来判断外部天线是否插入，从而自动切换内外部天线的工作模式。
[0025]如图1、2A2B、2C，本实用新型的北斗双模用户机的外部天线切换装置包括依次连接的天线信号检测装置、信号处理装置和切换开关控制装置，天线信号检测装置连接用户机的馈电电路装置并检测用户机连接外部天线的信号，传输至信号处理装置处理输出切换控制信号至切换控制装置，并控制外部天线的信号与用户机的天线电路装置的连接操作或断开操作。[0026]本实用新型的天线信号检测装置为电流检测器，电流检测器检测用户机连接外部天线的信号为外部天线连接用户机的电流信号，信号处理装置为比较器，切换开关控制装置为射频开关，比较器处理电流检测器输出的信号生成切换控制信号并输出至射频开关控制外部天线的信号与用户机的天线电路装置的连接操作或断开操作。本实用新型还包括分别连接电流检测器和比较器的稳压二极管，以保障所述电流检测器输出最大值时系统的稳定性。
[0027]本实用新型的北斗双模用户机的外部天线切换装置包括电流检测器、稳压二极管、比较器以及射频开关，当然还包括其他外围电路。利用外部天线工作时本身需要电流的特点，主机外部天线接口设计时，保证接口上有供电输出，根据北斗双模手持的用户机的特性要求，一般外部天线馈电电压为20V左右。当外部天线接入用户机的主机时，主机开始给外部天线进行供电，利用此特点，在馈电电路装置上增加电流检测芯片，从而将检测到的信号提供给用户机的主机判断外部天线是否已经接入，并由此连接外部天线至用户机的天线电路装置以接收外部天线的天线信号。
[0028]北斗手持双模用户机的外部天线工作模式有两种方式，一种实时接收模式，即低噪放电路一直处于工作状态，另一种模式是突发工作模式，即进行入站申请时，此时需打开功放。此两种工作模式的电流消耗差异很大，一般实时接收电流约25mA，突发工作模式电流约750mA，差异50倍左右。因此，电流消耗差异将会导致根据电流检测器换算出的电压差异较大，本实用新型包括一个连接电流检测器的稳压二极管，保证及时在电流检测器输出最大电压时，也可以保护系统的稳定性。
[0029]根据电流检测器和稳压二极管处理换算出的电压值，本实用新型还设置一个连接稳压二极管的比较器，比较器处理电流检测器输出的电压值并生成外部天线连接时的切换控制信号，并输出至射频开关控制实现外部天线连接至北斗双模用户机的天线电路装置的连接或断开的开关切换操作。在具体实施例中，比较器的参考值可设置为3.3V或者5V，并可以通过两个分压电阻来调节设置。
[0030]根据输出内外部天线控制信号控制射频电子开关，来将内部天线信号或外部天线信号切换到主机中来。
[0031]本实用新型基于外部天线的实时接收模式和突发工作模式的两种典型工作模式，利用电流检测器检测外部天线连接用户机的电流值的情况，若电流检测器检测发现电流大于实时接收模式的最低阀值，此时认为外部天线已接入，并通过比较器处理输出一个外部天线接入的外部天线的切换控制信号，射频开关接收切换控制信号并控制连接外部天线的信号至主机的天线电路装置。
[0032]在具体实施例中，根据外部天线的两种典型工作模式的电流，一般实时接收模式，功耗约0.5瓦，突发工作模式约15瓦，馈电电压设置20V时，实时接收电流约25mA，突发工作模式电流约750mA。电流检测器设置好线性匹配电阻，即可得到输出电压，然后通过比较器处理输出外部天线连接的切换控制信至射频开关控制并接入外部天线的天线信号至用户机的天线电路装置，从而实现外部天线的切换控制操作。如图2B、2C中，表示的是图2A天线切换信号时的两种典型信号，图2B中表示的是接收信号的情况下，需要LNA(低噪放放大器放大)处理，图2C中表示的是发射信号的情况下，需要进行对信号进行功放处理。
[0033]本实用新型基于上述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，进一步提供一种北斗双模用户机的天线装置，包括本实用新型的北斗双模用户机的外部天线切换装置，还包括内部天线、外部天线、连接所述天线切换装置和内部天线/外部大线的天线电路装置。
[0034]更进一步地，本实用新型还提供一种切换外部天线的北斗双模用户机，包括上述方案的北斗双模用户机的天线装置，还包括连接所述天线装置的北斗导航数据处理装置。
[0035]本实用新型通过设置的外部天线切换装置实现了当外部天线插入用户机时，自动切换到外部天线的工作模式，当外部天线从用户机上拔出断开时，电流检测器检测到变化的电流值并输出至比较器处理生成断开的切换控制信号，射频开关接收断开的切换控制信号并切换到用户机的内部天线工作模式，从而不再接收外部天线的天线信号。因此，本实用新型通过在用户机的馈电电路装置中设置的电流检测器实现对外部天线连接用户机或与用户机断开时的电流的侦测，并通过比较器处理输出外部天线连接或断开的切换控制信号，实现对外部天线与用户机的外部天线的天线信号连接或断开的自动切换操作，极大方便了用户使用，同时还避免用户误操作，导致内部天线和外部天线设置错误，导致错误信息输出。
[0036]本实用新型的上述实施例仅用以说明本实用新型的原理和结构，本领域技术人员据此所作任何显而易见之变换实施者，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种北斗双模用户机的外部天线切换装置，其特征在于，包括依次连接的天线信号检测装置、信号处理装置和切换开关控制装置，所述天线信号检测装置连接用户机的馈电电路装置并检测用户机连接外部天线的信号，传输至信号处理装置处理输出切换控制信号至切换控制装置，并控制外部天线的信号与用户机的天线电路装置的连接操作或断开操作。
2.如权利要求1所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，其特征在于，所述天线信号检测装置为电流检测器，所述电流检测器检测用户机连接外部天线的信号为外部天线连接用户机的电流信号。
3.如权利要求2所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，其特征在于，所述信号处理装置为比较器，所述切换开关控制装置为射频开关，所述比较器处理电流检测器输出的信号生成切换控制信号并输出至射频开关控制外部天线的信号与用户机的天线电路装置的连接操作或断开操作。
4.如权利要求2所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，其特征在于，所述信号处理装置为比较器，还包括分别连接电流检测器和比较器的稳压二极管。
5.如权利要求3所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，其特征在于，所述比较器的参考值设置为3.3V或者5V。
6.如权利要求3所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，其特征在于，所述比较器处理电流检测器输出的电压值并输出外部天线与用户机连接的连接信号，并输出至所述射频电路控制外部天线与用户机的天线电路装置的连接或断开操作。
7.如权利要求3所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，其特征在于，所述电流检测器的电流负载检测模式包括下行信号实时接收和突发上行信号发射两种工作模式的电流检测。
8.如权利要求7所述的北斗双模用户机的外部天线切换装置，其特征在于，所述电流负载检测模式的电流负载检测包括将所述电流检测器检测的电流换算成电压的线性匹配电路。
9.一种北斗双模用户机的天线装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一权利要求所述的外部天线切换装置，还包括内部天线、外部天线、连接所述天线切换装置和内部天线/外部天线的天线电路装置。
【文档编号】G01S19/32GK203673071SQ201320481195
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】汪兵, 程忠国, 孙雅荣, 向二东, 郜彦刚 申请人:北京九天利建信息技术有限公司