一种基于机载防撞系统的天线检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种天线信号检测领域，特别是一种基于机载防撞系统的天线检测装置。本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种检测装置。通过天线检测端口的电压值与门限电压值进行比较，得到当前天线工作是否正常。能自动实现定向天线的自检测等。本装置中比较器基准电压电路产生门限电压最大值Vmax与门限电压最小值Vmin；当天线检测使能信号有效时，天线检测端口上形成压降V0，并与比较器电路进行比较；比较器电路将天线检测使能电路输入的压降V0与门限电压值Vmax与门限电压最小值Vmin进行比较，将比较结果输入至处理器；处理器输出比较器电路输入的比较结果，并判断天线状态是否正常。
【专利说明】
一种基于机载防撞系统的天线检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种天线信号检测领域，特别是一种基于机载防撞系统的天线检测装置。
【背景技术】
[0002]机载防撞系统(即TCAS-TrafficAlert and Collis1n Avoidance System)由美国联邦航空局(FAA)定义，是防止空中飞机危险接近和相撞事故发生的必不可少的设备。TCAS主要用于为飞机提供空中安全分隔保证，系统采用二次雷达的方式探测附近空域的接近飞机，必要时，提醒飞行员采取规避措施以与其它飞机保持适当的安全间距，达到防碰撞的目的。通过近几年的飞行实践证明，该系统是防止飞机空中相撞的最后一道防线，也是目前最有效的手段之一，它克服了地面空中交通管制的局限性，能提供超出地面交通管制所能提供的飞行安全保证能力，对应付空中突发的危险接近，避免空中相撞有巨大的作用。
[0003]ACAS收发主机通过控制天线波束指向，对飞机前、后、左、右4个区域进行扫描询问，附近装有空管应答机(S模式/ATCRBS应答机)的飞机(以下称为目标机)就会做出应答。ACAS收发主机根据收到的应答信号，获得目标机的高度、相对距离、速度、方位等目标信息，并进而计算其高度、高度变化率、相对距离、相对距离变化率，方位等目标信息，监视、跟踪目标机，建立、更新和维护目标航迹。
[0004]将监视和更新的目标航迹与本机信息综合，评估出目标机的威胁级别(0T:其它飞机，PT:接近飞机，TA:交通告警，RA:决断告警)，从而产生交通咨询，或进一步依据威胁程度产生分析咨询，防止与其它飞机发生碰撞；当双方都装有防撞系统时，能够通过S模式数据链交换防撞信息，达到相互配合避让的目的。否则，机载防撞系统将引导本机实现主动避让。
[0005]机载防撞系统的定向天线主要完成ACAS收发主机询问定向波束、询问全向波束、接收波束的形成，并提供ACAS收发主机对定向天线连接是否正确以及定向天线完好性检测的途径。
[0006]定向天线采用幅度单脉冲处理方式，在1030MHz发射询问波束，波束3dB宽度大于90°，这样通过四个不同指向的询问波束，可以实现对整个空域360°的覆盖。而在1090MHz接收处理时，通过比较四个阵子所接收信号的幅度大小来实现幅度单脉冲的处理。
[0007]为使ACAS收发主机能检测定向天线端口连接是否正确，并判断定向天线是否有故障，将定向天线的四个射频连接器输入端的对地电阻设计成不同的阻值，来实现系统对定向天线的检测。其中定向天线各天线连接器端口对应的电阻值分别为:0°端口的电阻值为IkQ，90°端口的电阻值为8kQ，180°端口的电阻值为4kΩ，270°端口的电阻值为2kΩ。
[0008]传统的检测方法需要检测人员利用三用表对各路天线通道的阻抗进行人为检测，并且在设备工作期间不能做到实时故障检测，当设备在工作期间出现问题时往往由于不能做到准确的故障定位，从而影响整个防撞设备的性能。【实用新型内容】
[0009]本实用新型的发明目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种基于机载防撞系统的天线检测装置。本装置通过天线检测端口的电压值与门限电压值进行比较，得到当前天线工作是否正常。能自动、周期性、有效地实现防撞设备定向天线的自检测，完成故障定位，实现故障隔离，便于维修保障，满足设备测试和维护需求。
[0010]本实用新型采用的技术方案是这样的:
[0011 ] 一种基于机载防撞系统的天线检测装置包括:
[0012]比较器基准电压电路，用于产生门限电压最大值Vmax与门限电压最小值Vmin;
[0013]天线检测使能电路，用于当天线检测使能信号有效时，天线检测端口上形成压降V0；
[0014]比较器电路，用于将天线检测使能电路输入的压降VO与门限电压值Vmax和门限电压最小值Vmin进行比较，将比较结果输入至处理器;Vmin<V0< Vmax；
[0015]处理器，用于输出比较器电路输入的比较结果，并判断天线状态是否正常。
[0016]进一步的，所述天线检测使能电路包括电源、开关电路、天线匹配电阻以及对地电阻，所述电源与通过开关电路分别与对地电阻一端、天线匹配电阻一端连接;对地电阻另一端接地;天线匹配电阻另一端分别与天线检测端口、比较器电路输入端连接，天线检测端口内阻与天线匹配电阻阻值相等；当开关电源使能端使能时，开关电路输入端与开关电路输出端接通;则在天线匹配电阻与对地公共端形成压降2V0，在天线匹配电阻另一端形成压降V0;天线匹配电阻另一端作为天线检测使能电路输出端。开关电路使能端作为天线检测使能电路使能端。
[0017]进一步的，所述天线匹配电阻包括0°天线匹配电阻、90°天线匹配电阻、180°天线匹配电阻以及270°天线匹配电阻；天线检测端口包括0°天线检测端口、90°天线检测端口、180°天线检测端口以及270°天线检测端口，所述0°天线检测端口、90°天线检测端口、180°天线检测端口以及270°天线检测端口分别对应与0°天线匹配电阻、90°天线匹配电阻、180°天线匹配电阻以及270°天线匹配电阻连接;0°天线检测端口、90°天线检测端口、180°天线检测端口以及270°天线检测端口中的内阻分别对应与0°天线匹配电阻、90°天线匹配电阻、180°天线匹配电阻以及270°天线匹配电阻阻值相等。
[0018]进一步的，所述比较器基准电压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻以及第三分压电阻；电源与第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻连接，则第一分压电阻与第二分压电阻之间产生门限电压最大值Vmax=(第二分压电阻值+第三分压电阻值)*电源电压值/(第一分压电阻值+第二分压电阻值+第三分压电阻值)；第二分压电阻与第三分压电阻之间产生门限电压最大值Vmin=(第三分压电阻值)*电源电压值/(第一分压电阻值+第二分压电阻值+第三分压电阻值)。
[0019]进一步的，所述比较器电路是包括与天线检测端口数量对应的门限比较器；门限比较器包括门限最大值比较器和门限最小值比较器，其中天线检测使能电路输出端分别与门限电路的门限最大值比较器一输入端、门限电路的门限最小值比较器一输入端连接;第一分压电阻和第二分压电阻的公共端与门限电路的门限最大值比较器另一输入端连接;第二分压电阻和第三分压电阻的公共端与门限电路的门限最小值比较器另一输入端连接;所述门限最大值比较器输出端、门限最小值比较器输出端分别对应与处理器连接。
[0020]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0021]在机载防撞设备的整个工作过程中，该自检保持Is/次的频率周期性进行自检。该装置根据主机处理板发送的自检命令通过自检电路对射频电缆连接状态，开路或短路进行检测，并将自检结果发送回处理板，处理板通过ARINC429总线将故障代码上报给载机维护系统，进行故障显示和记录，具体的电路的原理如图2所示。
[0022]通过采用以上的技术方案，本专利可以实现在设备的整个工作阶段进行天线状态实时故障监测，并将自检结果上报载机维护系统进行故障显示和记录。并且根据不同的自检结果，可以准确定位故障位置，做到有效地故障隔离，极大的提高了设备的可靠性和维修性。
【附图说明】
[0023]图1是天线自检电路原理框图。
[0024]图2是天线自检电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0026]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027]1、如图1所示，比较器电路可以通过11024、11058、1^741、11081\2\3\4、0?07、0?27等芯片进行搭建。需要形成与天线检测端口对应的最大值与最小值比较器;若4路天线检测端口则需要2*4个比较器端口，其中4个门限最大值比较器以及4路门限最小值比较器;若有η路天线检测端口则需要2η个比较器;其中η个门限最大值比较器以及η路门限最小值比较器。
[0028]2、天线匹配电阻，与天线检测端口内阻对应相等的电阻。其中O度天线匹配电阻与0°天线检测端口内阻值相等，其余天线匹配电阻阻值与对应天线检测端口内阻值相等。
[0029]3、对地电阻即一端与地相接的电阻。
[0030]4、门限最大值比较器、门限最小值比较器都是比较器，只是为了形成电路中需要的门限电压值而命名的电阻。
[0031]5、开关电路可以是三极管还可以是带使能控制的开关芯片。
[0032]6、一个定向天线有4个通道，分别为0°通道、90°通道、180°通道和270°通道。天线检测端口分别对应于定向天线的每个通道的射频输入端。
[0033]工作原理:
[0034]本装置工作原理框图如图1所示。天线自检的工作原理:天线检测使能电路检测端分别与O度、90度、180度、270度Tl?Τ4天线检测端连接(4路天线的内阻分别为:T1为lk、T2为8k、T3为4k、T4为2k)，当天线检测使能信号ZJ_EN有效(高有效)时，在天线检测端口上形成VO电平值(天线检测使能信号ZJ_EN有效时，开关电路使能端有效，开关电路输入端与开关电路输出端导通，电源将电压通过开关电路加载后续电路上，因为天线匹配电阻分别对应与天线检测端口内阻的电阻值相等，将电源端供电的5V电压平分，形成V0=2.5V)，然后分别输入比较器电路(4个门限最大值比较器以及4路门限最小值比较器)，与比较器电路所设定的比较门限Vmax(VH=2.89V)、Vmin(VL=l.78V)进行比较，经处理器处理后输出。当Vmin<VOCVmax时，天线报正常；当V0>Vmax时，天线报开路故障；当VOCVmin时，天线报短路故障。
[0035]—种基于机载防撞系统的天线检测装置包括:
[0036]比较器基准电压电路，用于产生门限电压最大值Vmax与门限电压最小值Vmin;
[0037]天线检测使能电路，用于当天线检测使能信号有效时，天线检测端口上形成压降VO，并与比较器电路进行比较；
[0038]比较器电路，用于将天线检测使能电路输入的压降VO与门限电压值Vmax与门限电压最小值Vmin进行比较，将比较结果输入至处理器;Vmin<V0< Vmax；
[0039]处理器，用于输出比较器电路输入的比较结果，并判断天线状态是否正常。
[0040]进一步的，所述天线检测使能电路包括电源、开关电路、4个天线匹配电阻以及对地电阻(图2中标号为R0)，所述电源与通过开关电路分别与对地电阻一端、4个天线匹配电阻一端连接;对地电阻另一端接地;4个天线匹配电阻另一端分别与4个天线检测端口、4个比较器电路输入端连接，天线检测端口内阻电压值与天线匹配电阻相等；当开关电源使能端使能时，开关电路输入端与开关电路输出端接通;则在天线匹配电阻与对地公共端形成压降2V0，在天线匹配电阻另一端形成压降V0;天线匹配电阻另一端作为天线检测使能电路输出端。开关电路使能端作为天线检测使能电路使能端。
[0041]其中比较器电路是包括4个门限比较器；门限比较器包括门限最大值比较器(图2中标号为U1B、U1D、U2B、U2D)和门限最小值比较器(图2中标号为U1A、U1C、U2A、U2C)，其中天线检测使能电路输出端分别与门限电路的门限最大值比较器一输入端、门限电路的门限最小值比较器一输入端连接;第一分压电阻和第二分压电阻的公共端与门限电路的门限最大值比较器另一输入端连接;第二分压电阻和第三分压电阻的公共端与门限电路的门限最小值比较器另一输入端连接;所述门限最大值比较器输出端、门限最小值比较器输出端分别对应与处理器连接。
[0042]其中，所述天线匹配电阻包括0°天线匹配电阻(图2中标号为R4)、90°天线匹配电阻(图2中标号为R3)、180°天线匹配电阻(图2中标号为R5)以及270°天线匹配电阻(图2中标号为R6);天线检测端口包括0°天线检测端口(图2中标号为ANT(O))、90°天线检测端口(图2中标号为ANT2(90))、180°天线检测端口(图2中标号为ANT3( 180))以及270°天线检测端口(图2中标号为ANT4(270))，所述0°天线检测端口、90°天线检测端口、180°天线检测端口以及270°天线检测端口分别对应与0°天线匹配电阻、90°天线匹配电阻、180°天线匹配电阻以及270°天线匹配电阻连接；0°天线检测端口、90°天线检测端口、180°天线检测端口以及270°天线检测端口中的内阻分别对应与0°天线匹配电阻、90°天线匹配电阻、180°天线匹配电阻以及270°天线匹配电阻相等。
[0043]进一步的，比较器基准电压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻以及第三分压电阻；电源(+5V)、第一分压电阻(图2中标号为Rl)、第二分压电阻(图2中标号为R2)、第三分压电阻(图2中标号为R3)连接，则第一分压电阻与第二分压电阻之间产生门限电压最大值Vmax=(第二分压电阻值+第三分压电阻值)*电源电压值/(第一分压电阻值+第二分压电阻值+第三分压电阻值)；第二分压电阻与第三分压电阻之间产生门限电压最大值Vmin=(第三分压电阻值)*电源电压值/(第一分压电阻值+第二分压电阻值+第三分压电阻值)。
[0044]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。
【主权项】
1.一种基于机载防撞系统的天线检测装置，其特征在于包括: 比较器基准电压电路，用于产生门限电压最大值Vmax与门限电压最小值Vmi η ； 天线检测使能电路，用于当天线检测使能信号有效时，天线检测端口上形成压降VO; 比较器电路，用于将天线检测使能电路输入的压降VO与门限电压值Vmax与门限电压最小值Vmin进行比较，将比较结果输入至处理器;Vmin<V0< Vmax； 处理器，用于输出比较器电路输入的比较结果，并判断天线状态是否正常。2.根据权利要求1所述的一种基于机载防撞系统的天线检测装置，其特征在于所述天线检测使能电路包括电源、开关电路、天线匹配电阻以及对地电阻，所述电源通过开关电路分别与对地电阻一端、天线匹配电阻一端连接;对地电阻另一端接地;天线匹配电阻另一端分别与天线检测端口、比较器电路输入端连接;天线检测端口内阻与天线匹配电阻阻值相等；当开关电源使能端使能时，开关电路输入端与开关电路输出端接通;则在天线匹配电阻与对地公共端形成压降2V0，在天线匹配电阻另一端形成压降V0;天线匹配电阻另一端作为天线检测使能电路输出端;开关电路使能端作为天线检测使能电路使能端。3.根据权利要求2所述的一种基于机载防撞系统的天线检测装置，其特征在于所述天线匹配电阻包括0°天线匹配电阻、90°天线匹配电阻、180°天线匹配电阻以及270°天线匹配电阻；天线检测端口包括0°天线检测端口、90°天线检测端口、180°天线检测端口以及270°天线检测端口，所述0°天线检测端口、90°天线检测端口、180°天线检测端口以及270°天线检测端口分别对应与0°天线匹配电阻、90°天线匹配电阻、180°天线匹配电阻以及270°天线匹配电阻连接;0°天线检测端口、90°天线检测端口、180°天线检测端口以及270°天线检测端口中的内阻分别对应与0°天线匹配电阻、90°匹配电阻、180°匹配电阻以及270°天线匹配电阻阻值相等。4.根据权利要求2或3所述的一种基于机载防撞系统的天线检测装置，其特征在于所述比较器基准电压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻以及第三分压电阻；电源、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻连接，则第一分压电阻与第二分压电阻之间产生门限电压最大值Vmax=(第二分压电阻值+第三分压电阻值)*电源电压值/(第一分压电阻值+第二分压电阻值+第三分压电阻值)；第二分压电阻与第三分压电阻之间产生门限电压最大值Vmin=(第三分压电阻值)*电源电压值/(第一分压电阻值+第二分压电阻值+第三分压电阻值)。5.根据权利要求4所述的一种基于机载防撞系统的天线检测装置，其特征在于所述比较器电路包括与天线检测端口数量对应的门限比较器；门限比较器包括门限最大值比较器和门限最小值比较器，其中天线检测使能电路输出端分别与门限电路的门限最大值比较器一输入端、门限电路的门限最小值比较器一输入端连接;第一分压电阻和第二分压电阻的公共端与门限电路的门限最大值比较器另一输入端连接;第二分压电阻和第三分压电阻的公共端与门限电路的门限最小值比较器另一输入端连接;所述门限最大值比较器输出端、门限最小值比较器输出端分别对应与处理器连接。
【文档编号】G01S13/93GK205656303SQ201620488093
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月26日 公开号201620488093.1, CN 201620488093, CN 205656303 U, CN 205656303U, CN-U-205656303, CN201620488093, CN201620488093.1, CN205656303 U, CN205656303U
【发明人】郑红, 郭小杰, 邹亮, 王剑锋
【申请人】四川九洲空管科技有限责任公司