一种三轴电子罗盘空间谱测向定位系统机构的制作方法

本实用新型涉及无线电监测与测向技术领域，更具体的说是涉及一种三轴电子罗盘空间谱测向定位系统机构。

背景技术：

近几年空间谱测向定位系统已应用于无线电监测与测向领域，具有广泛的应用前景。大都采用多个(4-9)圆周阵列天线元，由多通道接收机经射频变换、中频处理(a/d)、数据合成，再由计算机特殊运算处理，得到对应的监测与测向数据。

针对目前空间谱测向定位系统存在的不足之处，如下：

天线单元相对数量多(4-9)，射频组件较多，结构复杂；

接收机体积较大(如19寸标准机箱需要5-6u高)、较重(25kg)，成本较高；

工作时需水平固定(不运动)，定位交汇至少要两套系统同时工作；

监测对象不能测高；

对移动监测对象跟踪测向不理想。

技术实现要素：

为了解决现有技术中空间谱测向定位系统存在的不足，本实用新型提供一种三轴电子罗盘空间谱测向定位系统机构，突破常用的相位测向机构(制)，采用伺服电机带动两个天线元，进行空间扫描、比幅检测，当被测信号锁定后，电机停转；此刻由精密三轴电子罗盘指示方位角和高度夹角数据下传，即可完成被测信号的空间位置定位。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种三轴电子罗盘空间谱测向定位系统机构，包括底板、天线外罩、高端天线元、低端天线元和连接器，还包括三轴电子罗盘、支撑架、第一轴承、第二轴承、第一电机、第二电机、旋转支架、第一齿轮组和第二齿轮组，第一轴承设置在底板的中心，第一齿轮组套设在第一轴承上，第一电机固定在底板上且第一电机的输出端与第一齿轮组连接，支撑架固定在第一齿轮组的上表面，第二轴承水平贯穿的设置在靠近支撑架顶部的位置，第二轴承的一端延伸出支撑架与第二齿轮组连接，第二电机固定在支撑架上且第二电机的输出端与第二齿轮组连接，高端天线元和低端天线元分别对称的设置在第二齿轮组上，支撑架内设有与支撑架的顶部连通的空腔，旋转支架的底部设置在空腔内且与第二轴承固定连接，旋转支架的顶部设置在空腔外且与三轴电子罗盘连接，且空腔与第二轴承平行的两侧壁上开设有用于避让旋转支架转动的缺口，天线外罩罩在底板上，连接器设置在底板的下部，高端天线元、低端天线元和三轴电子罗盘分别和连接器连接。

本实用新型突破常用的相位测向机构(制)，采用第一电机带动高端天线元、低端天线元进行圆周转动；采用第二电机带动高端天线元、低端天线元进行径向转动；进行空间扫描、比幅检测，当被测信号锁定后，第一电机、第二电机停转；此刻由精密三轴电子罗盘指示方位角和高度夹角数据下传，即可完成被测信号的空间位置定位。

进一步的，所述第一齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮套设在第一轴承上，支撑架固定在第一齿轮上，第二齿轮固定在第一电机的输出端，第一齿轮和第二齿轮相互啮合。

进一步的，所述支撑架的底部开设有与底面连通的凹槽，第一轴承的顶部设置在所述凹槽内，第一轴承的顶部和所述凹槽转动连接。

进一步的，所述第二齿轮组包括第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮套设在第二轴承上，高端天线元和低端天线元分别对称的设置在第三齿轮上，第四齿轮固定在第二电机的输出端，第三齿轮和第四齿轮相互啮合。

进一步的，所述空腔贯穿支撑架的顶部和底部。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

1、本实用新型突破常用的相位测向机构(制)，采用伺服电机(第一电机和第二电机)带动两个天线元圆周和径向转动，进行空间扫描、比幅检测，当被测信号锁定后，伺服电机停转；此刻由精密三轴电子罗盘指示方位角和高度夹角数据下传，即可完成被测信号的空间位置定位。

2、高、低端天线元联动完成俯仰角旋转(±90°测高)，对监测对象测高，采用伺服电机(第一电机和第二电机)驱动俯仰角旋转。

3、本实用新型结构简单，体积小、重量轻，便于生产，颠覆了传统测向机构(制)的大、重、成本高等问题。

4、本实用新型机构机配合组网设备，可对移动目标测向、测高；或监测设备移动也可完成被测目标轨迹绘图、跟踪、精准定位经纬度。

5、比幅测向机制技术成熟，应用广泛。大幅降低成本、重量、体积。本发明组成单元较少，系统功耗较低，工作可靠。成熟的闭环伺服电机驱动技术，旋转控制精度高于传统测向精度。可广泛应用于无线电监测、公安、航空、无人机监测等需求。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型的侧视结构示意图；

图3是本实用新型的支撑架的结构示意图；

图4是本实用新型的测高旋转示意图；

图5是本实用新型的圆周旋转示意图。

图中标记：1-底板，2-天线外罩，3-第一电机，4-第二齿轮，5-第一齿轮，6-高端天线元，7-低端天线元，8-三轴电子罗盘，9-旋转支架，10-第二电机，11-支撑架，12-第三齿轮，13-第二转轴，14-空腔，15-连接器，16-第四齿轮，17-第一转轴，18-凹槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1:

如图1所示，一种三轴电子罗盘空间谱测向定位系统机构，包括底板1、天线外罩2、高端天线元6、低端天线元7和连接器15，还包括三轴电子罗盘8、支撑架11、第一轴承、第二轴承、第一电机3、第二电机10、旋转支架9、第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组包括第一齿轮5和第二齿轮4，第一齿轮5套设在第一轴承上，支撑架11固定在第一齿轮5上，第二齿轮4固定在第一电机3的输出端，第一齿轮5和第二齿轮4相互啮合。第一轴承设置在底板1的中心，第一电机3固定在底板1上。

如图2所示，第二轴承水平贯穿的设置在靠近支撑架11顶部的位置，第二轴承的一端延伸出支撑架11与第二齿轮组连接，所述第二齿轮组包括第三齿轮12和第四齿轮16，第三齿轮12套设在第二轴承上，高端天线元6和低端天线元7分别对称的设置在第三齿轮12上，第四齿轮16固定在第二电机10的输出端，第三齿轮12和第四齿轮16相互啮合。第二电机10固定在支撑架11上，如图3所示，支撑架11内设有与支撑架11的顶部连通的空腔14，旋转支架9的底部设置在空腔14内且与第二轴承固定连接，旋转支架9的顶部设置在空腔14外且与三轴电子罗盘8连接，且空腔14与第二轴承平行的两侧壁上开设有用于避让旋转支架9转动的缺口，天线外罩2罩在底板1上，连接器15设置在底板1的下部，高端天线元6、低端天线元7和三轴电子罗盘8分别和连接器15连接。

优选的，所述支撑架11的底部开设有与底面连通的凹槽18，第一轴承的顶部设置在所述凹槽18内，第一轴承的顶部和所述凹槽18转动连接。

优选的，所述空腔14贯穿支撑架11的顶部和底部。

如图5所示，水平测向采用第一电机3驱动高端天线元6和低端天线元7圆周旋转、经测向控制电路扫描、信号跟踪等闭环控制技术；将所测目标源对应方位角数据经专用链路(有线或无线)下传给后端数据处理中心。此旋转精度(360°/10000＝0.036°)远高于电子罗盘的精度，旋转中心采用精密定心轴承，以减小旋转阻力。

如图4所示，俯仰角测向(测高旋转±90°)控制采用第二电机10驱动高端天线元6和低端天线元7径向转动，其测控原理同上述水平测向；俯仰角测向精度同样高于电子罗盘的精度。

在本实施例中，第一电机3和第二电机10均为伺服电机，伺服电机响应速度快。以松下伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000rpm仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合，能满足测向跟踪响应时间。

现有的高端天线元6和低端天线元7已商品化生产，大都采用印制板(pcb)批量生产，重量轻(小于30g)，便于移植到此方案中应用。

天线外罩2采用已商品化生产玻璃钢罩，透波率可到18ghz，抗老化、可密封等特点，满足各种恶劣环境应用。

测向(360°)测高(±90°)采用高精度三轴电子罗盘8完成空间测向目标位置数据rs232接口下传，其测向测高精度取决于三轴电子罗盘8精度。

将高端(1g-8ghz)天线元、低端(20m-1ghz)天线元，圆周内直径向排列，采用伺服电机驱动整体天线旋转(360°圆周测向)。

高端天线元6和低端天线元7联动完成俯仰角旋转(±90°测高)，对监测对象测高，采用伺服电机驱动俯仰角旋转。

本实施例中的天线整体体积小(φ340x350)，重量轻(预计小于5kg)，便于携带与安装使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。