一种探空信号接收系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种探空信号接收系统。其目的是为了提供一种体积小、便于携带、自动化程度高的探空信号接收系统。本实用新型包括探空气球、云台传动机构、天线放大器、L波段接收机、探空仪、手动控制器、智能控制器和计算机，云台传动机构上部的天线通过电缆与探空仪的接收端连接，探空仪的输出端通过电缆与天线放大器的输入端连接，天线放大器的输出端通过电缆与L波段接收机的输入端连接，L波段接收机的输出端通过串口与计算机连接。云台传动机构通过编码信号与智能控制器连接，智能控制器通过电路与手动控制器连接，手动控制器通过电路与云台传动机构内部的驱动装置连接，智能控制器也通过电路与云台传动机构内部的驱动装置连接。
【专利说明】一种探空信号接收系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气象探空系统，特别是涉及一种探空信号接收系统。
【背景技术】
[0002]高空气象探测是大气综合探测系统的重要组成部分，主要探测高空大气的温度、湿度、气压、风向和风速，探空信号系统不仅可以用于大气气象特征分析，还可用于气象分析预报及其他应急保障服务。
[0003]然而现阶段的探空信号接收系统，一方面由于普遍存在动态范围小、性噪比差、幅相平衡性差、零点漂移大等缺点，已不能满足系统更高的要求。另一方面系统体积庞大、结构复杂、自动化程度低，很难对系统进行远距离运输。而且传统探空信号接收系统的接收机大多采用一种带宽，在硬件设备不变的条件下，探空信号的准确性差、探测距离较短。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小、便于携带、自动化程度高的探空信号接收系统。
[0005]本实用新型一种探空信号接收系统，包括探空气球、云台传动机构、天线放大器、L波段接收机和计算机，云台传动机构下部安装有支架，云台传动机构上部与天线连接，天线放大器的输出端通过电缆与L波段接收机的输入端连接，L波段接收机的输出端通过串口与计算机连接，其特征在于:还包括第一探空仪、第二探空仪和手动控制器，云台传动机构上部的天线通过电缆分别与第一探空仪和第二探空仪的接收端连接，第一探空仪和第二探空仪的输出端通过电缆与天线放大器的输入端连接，第一探空仪内部设置有低通滤波器，第二探空仪内部设置有带通滤波器，云台传动机构通过无线脉冲信号与手动控制器连接，手动控制器通过电路与云台传动机构内部的驱动装置连接。
[0006]本实用新型一种探空信号接收系统，其中所述云台传动机构包括云台主体、第一法兰盘、第二法兰盘、云台高低角支架、角度编码器和驱动电机，云台主体内部设置有空腔，云台主体底端与第一法兰盘顶端连接，第一法兰盘底端与第二法兰盘的顶端连接，第二法兰盘的底端安装在支架上，云台主体顶部设置有云台高低角支架，云台高低角支架与云台主体空腔内部的齿轮传动机构连接，云台高低角支架上部安装有天线，云台主体内部的空腔中设置有角度编码器和角度驱动电机，角度编码器和角度驱动电机都与云台主体内部的齿轮传动机构连接。
[0007]本实用新型一种探空信号接收系统，其中所述探空信号接收系统，还包括智能控制器，智能控制器通过无线脉冲信号与云台主体内部的角度编码器连接，智能控制器还通过电路与云台主体内部的角度驱动电机连接。
[0008]本实用新型一种探空信号接收系统，其中所述云台传动机构下部的支架为可折叠的金属三角支架，云台传动机构上部的天线为不锈钢材质的抛物面天线。
[0009]本实用新型一种探空信号接收系统，其中所述天线放大器为一台低噪声放大器，工作电压为12V。
[0010]本实用新型一种探空信号接收系统，其中所述第一探空仪和第二探空仪分别为WRS80-1A探空仪和GZZ-8A探空仪。
[0011]本实用新型一种探空信号接收系统，其中所述L波段接收机的输出端与计算机连接的串口为RS232串口。
[0012]本实用新型一种探空信号接收系统与现有技术不同之处在于:本实用新型体积小、结构简单、携带方便，能够满足远距离运输的要求。采用WRS80-1A和GZZ-8A两种型号的探空仪，相对应的在L波段接收机中设置有两种不同的带宽，在硬件设备不变的条件下，使要求带宽小的探空仪可得到更高的信噪比和更远的探测距离。本系统中还采用手动控制器和智能控制器相结合的方式，对抛物面天线的角度进行控制，自动化程度大大提高。
[0013]下面结合附图对本实用新型一种探空信号接收系统作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一种探空信号接收系统的结构框图；
[0015]图2为本实用新型一种探空信号接收系统中云台传动机构的主视图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，为本实用新型一种探空信号接收系统的结构框图，包括探空气球、云台传动机构、天线放大器、L波段接收机、探空仪、手动控制器、智能控制器和计算机。
[0017]如图2所示，为实用新型一种探空信号接收系统中云台传动机构的主视图，包括云台主体1、第一法兰盘2、第二法兰盘3、三角支架4、天线6、云台高低角支架5、角度编码器和驱动电机。圆柱形云台主体I内部设置有空腔，云台主体I底端与第一法兰盘2顶端连接，第一法兰盘2底端与第二法兰盘3的顶端连接,第一法兰盘2与第二法兰盘3之间通过四个螺钉加固。第二法兰盘3的底端安装在可折叠的金属三角支架4上，并通过螺栓加固。云台主体I顶部设置有云台高低角支架5，云台高低角支架5与云台主体I空腔内部的齿轮传动机构连接，云台高低角支架5上部安装有抛物面天线6，并通过四个螺钉加固，抛物面天线6为不锈钢材质。云台主体I内部的空腔中设置有高低角编码器、方位角编码器、高低角驱动电机和方位角驱动电机，高低角编码器、方位角编码器、高低角驱动电机和方位角驱动电机都与云台主体内部的齿轮传动机构连接。
[0018]天线放大器为一台低噪声放大器，可将微弱的信号放大，天线放大器的工作电压为 12V。
[0019]探空仪，包括WRS80-1A探空仪和GZZ-8A探空仪，WRS80-1A探空仪采用电容式PTU传感器，WRS80-1A探空仪内部设置有八阶低通滤波器。可得到温度、压力、湿度不同的频率的信号，WRS80-1A探空仪的频谱宽度为小于200KHz，因而要求接收机的中频带宽为300KHz。GZZ-8A探空仪采用电阻式PTU传感器，GZZ-8A探空仪内部设置有多级有源带通滤波器。GZZ-8A探空仪的频谱宽度为800KHz，因而要求接收机的中频带宽为1MHz。
[0020]云台主体I内部空腔中的高低角编码器和方位角编码器通过编码信号分别与高低角智能控制器和方位角智能控制器连接，高低角智能控制器和方位角智能控制器又通过电路分别与高低角手动控制器和方位角手动控制器连接，高低角手动控制器和方位角手动控制器分别控制云台主体I内部空腔中的高低角驱动电机和方位角驱动电机。高低角智能控制器和方位角智能控制器也能够通过电路直接对高低角驱动电机和方位角驱动电机进行控制。云台主体I上部的抛物面天线6通过电缆与探空仪接收端连接，探空仪输出端通过电缆与天线放大器的输入端连接，天线放大器的输出端通过高频电缆与L波段接收机的输入端连接，L波段接收机的输出端通过RS232串口与计算机连接。
[0021]本实用新型的工作过程为:接通电源后，云台主体I内部空腔中的高低角编码器和方位角编码器将所获得的高低角度和方位角度分别传送给智能控制器和手动控制器，并在智能控制器和手动控制器上显示具体数值，此时可以通过操作高低角手动控制器和方位角手动控制器，使高低角驱动电机和方位角驱动电机进行工作，调整抛物面天线6的角度。对抛物面天线6的角度进行调整，还可以在高低角智能控制器和方位角智能控制器上设定角度值，通过高低角智能控制器和方位角智能控制器自动控制高低角驱动电机和方位角驱动电机进行工作。探空仪接收到探空气球发送的信号后，将信号传输给天线放大器，天线放大器将微弱的信号放大后，通过高频电缆将信号传输给L波段接收机，L波段接收机对信号进行解调、变换和处理，将编码信号转变成为数字信号，最后通过串口传送到计算机，计算机对所得数字信号进行处理分析。
[0022]本实用新型一种探空信号接收系统，体积小、结构简单、携带方便，能够满足远距离运输的要求。采用WRS80-1A和GZZ-8A两种型号的探空仪，相对应的在L波段接收机中设置有两种不同的带宽，在硬件设备不变的条件下，使要求带宽小的探空仪可得到更高的信噪比和更远的探测距离。本系统中还采用手动控制器和智能控制器相结合的方式，对抛物面天线6的角度进行控制，自动化程度大大提高。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点。
[0023]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种探空信号接收系统，包括探空气球、云台传动机构、天线放大器、L波段接收机和计算机，云台传动机构下部安装有支架(4),云台传动机构上部与天线(6)连接,天线放大器的输出端通过电缆与L波段接收机的输入端连接，L波段接收机的输出端通过串口与计算机连接，其特征在于:还包括第一探空仪、第二探空仪和手动控制器，云台传动机构上部的天线通过电缆分别与第一探空仪和第二探空仪的接收端连接，第一探空仪和第二探空仪的输出端通过电缆与天线放大器的输入端连接，第一探空仪内部设置有低通滤波器，第二探空仪内部设置有带通滤波器，云台传动机构通过无线脉冲信号与手动控制器连接，手动控制器通过电路与云台传动机构内部的驱动装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种探空信号接收系统，其特征在于:所述云台传动机构包括云台主体(I)、第一法兰盘(2)、第二法兰盘(3)、云台高低角支架(5)、角度编码器和驱动电机，云台主体(I)内部设置有空腔，云台主体(I)底端与第一法兰盘(2)顶端连接，第一法兰盘(2)底端与第二法兰盘(3)的顶端连接，第二法兰盘(3)的底端安装在支架(4)上，云台主体(I)顶部设置有云台高低角支架(5)，云台高低角支架(5)与云台主体(I)空腔内部的齿轮传动机构连接，云台高低角支架(5)上部安装有天线(6)，云台主体(I)内部的空腔中设置有角度编码器和角度驱动电机，角度编码器和角度驱动电机都与云台主体内部的齿轮传动机构连接。
3.根据权利要求2所述的一种探空信号接收系统，其特征在于:所述探空信号接收系统，还包括智能控制器，智能控制器通过无线脉冲信号与云台主体(I)内部的角度编码器连接，智能控制器还通过电路与云台主体(I)内部的角度驱动电机连接。
4.根据权利要求2所述的一种探空信号接收系统，其特征在于:所述云台传动机构下部的支架(4)为可折叠的金属三角支架(4)，云台传动机构上部的天线(6)为不锈钢材质的抛物面天线(6)。
5.根据权利要求1所述的一种探空信号接收系统，其特征在于:所述天线放大器为一台低噪声放大器，工作电压为12V。
6.根据权利要求1所述的一种探空信号接收系统，其特征在于:所述第一探空仪和第二探空仪分别为WRS80-1A探空仪和GZZ-8A探空仪。
7.根据权利要求1所述的一种探空信号接收系统，其特征在于:所述L波段接收机的输出端与计算机连接的串口为RS232串口。
【文档编号】H04B1/16GK203691384SQ201320881504
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】谌莉, 严辉 申请人:北京维天信气象设备有限公司