空中无线干扰信号监测定位的数据采集系统的制作方法

本实用新型涉及一种空中无线干扰信号监测定位的数据采集系统。

背景技术：

随着我国民用航空事业的迅速发展，民用航班流量迅猛增加，航空信号干扰问题也日益突出，受干扰的次数越来越多，受干扰的程度越来越强，以违规电台为主的干扰源对航空安全造成了巨大威胁，对干扰信号的整顿工作成为航空事业所面临的一个重大问题。

干扰信号的本质是无线电波，我们可以通过仪器设备来测定无线电波来波方向；测定“来波方向”，是指测向机所在地实在的电磁环境中电波达到的方向，无线电测向，通常的最终目的是要确定“辐射源的方向”和“辐射源的具体位置”。

目前，进行无线电干扰信号的测向主要是通过地面的无线电监测车来实现，但地面环境下，收建筑物，地形等影响，无线干扰信号的数据采集并不方便，也不准确。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种空中无线干扰信号监测定位的数据采集系统，通过无人机挂载测向设备进行数据采集，受到建筑物和地形的影响小，同时在测向设备的电源模块中设置有防浪涌电路，能够保证测向设备正常、稳定地工作。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：空中无线干扰信号监测定位的数据采集系统，其特征在于：包括无人机和挂载于无人机上的测向设备；所述的测向设备包括测向天线、接收机、主控板、无线通讯模块和电源模块，测向天线的输出端与接收机连接，接收机的输出端与主控板连接，主控板的输出端无线通讯模块连接，无线通讯模块用于向地面监控站进行传输数据；

电源模块中设置有防浪涌电路，能够保证测向设备正常、稳定地工作；所述的防浪涌电路包括电阻R1、TVS管、第一压敏电阻MOV1、第二压敏电阻MOV2和气体放电管D1，电阻R1的一端通过第一公共点连接到防浪涌电路的输入端，电阻R1的另一端通过第二公共点连接到防浪涌电路的输出端；所述的第一公共点还通过TVS管接地；所述的第二公共点还依次通过第一压敏电阻MOV1和第二压敏电阻MOV2接地；所述的第二压敏电阻的两端还并联有气体放电管D1；

无人机挂载的测向设备工作过程中，受到环境影响，电源模块会产生浪涌电压，有浪涌电压输入时，第一压敏电阻MOV1和第二压敏电阻MOV2承担保护作用, 同时，电阻R1和TVS管对浪涌电压的残余能量进行抑制，进而防止浪涌电压对用电装置产生的影响；

浪涌电压过大，冲击放电电流过大，残压超过应有的保护水平时，气体放电管导通短接第二压敏电阻MOV2，同时气体放电管D1将能量释放到大地，此时系统残压由第一压敏电阻MOV1决定，残压将大大降低；这时，再通过电阻R1和TVS管实现对浪涌电压的残余能量的抑制；

所述的测向天线为小音点天线。

所述的小音点天线包括T型天线支撑管、第一天线振子和第二天线振子，T型天线支撑管的水平部的两端分别设有第一天线连接座和第二天线连接座，第一天线振子与第一天线连接座连接，第二天线振子与第二天线连接座连接；

所述第一天线振子内设有第一印制板天线，第二天线振子内设有第二印制板天线，T型天线支撑管的竖直部内设有合路器，第一印制板天线的输出端和第二印制板天线的输出端与合路器的输入端连接；

所述第一印制板天线正装，第二印制板天线反装；

所述第一天线连接座外壁设有至少一个第一凸台，第二天线连接座外壁设有至少一个第二凸台，第一天线振子设有至少一个第一扣接装置，第二天线振子设有至少一个第二扣接装置，第一扣接装置扣接在第一凸台上，第二扣接装置扣接在第二凸台上。

所述的接收机包括低噪声放大器、混频器、本振驱动放大器、低通滤波器、AD转换电路；所述的低噪声放大器接收来自测向天线的射频信号、低噪声放大器的输出端与混频器的第一输入端连接；混频器的第二输入端与本振驱动放大器的输出端连接；混频器的输出端依次与低通滤波器和AD转换电路连接，AD转换电路的输出端与主控板连接；

所述的接收机还包括本振信号发生器和T型电阻衰减网络，所述的本振信号发生器的输出端通过T型电阻衰减网络与本振驱动放大器连接。

所述的主控板包括中央处理器、存储器、USB接口模块和RS92接口模块；中央处理器与AD转换电路的输出端连接,中央处理器还分别与存储器、USB接口模块和RS92接口模块。

所述T 型天线支撑管的竖直部设有至少一个第三扣接装置。

所述第一扣接装置、第二扣接装置和第三扣接装置均包括两个平行设置的第三凸台、安装在两个第三凸台之间的扭簧和安装在扭簧上的卡扣。

本实用新型的有益效果是：通过无人机挂载测向设备进行数据采集，受到建筑物和地形的影响小，同时在测向设备的电源模块中设置有防浪涌电路，能够保证测向设备正常、稳定地工作；测向天线采用小音点天线，包括第一印制板天线和第二印制板天线，第一印制板天线正装，第二印制板天线反装，提高了信号接收性能和环境适应能力。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为防浪涌电路结构示意图；

图3为小音点天线结构示意图；

图4为接收机的原理框图。

图中，1-T型天线支撑管，2-第一天线振子，3-第二天线振子，4-第一天线连接座，5-第二天线连接座，6-第一凸台，7-第二凸台，8-第三凸台，9-扭簧，10-卡扣。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，空中无线干扰信号监测定位的数据采集系统，包括无人机和挂载于无人机上的测向设备；所述的测向设备包括测向天线、接收机、主控板、无线通讯模块和电源模块，测向天线的输出端与接收机连接，接收机的输出端与主控板连接，主控板的输出端无线通讯模块连接，无线通讯模块用于向地面监控站进行传输数据；

如图2所示，所述的防浪涌电路包括电阻R1、TVS管、第一压敏电阻MOV1、第二压敏电阻MOV2和气体放电管D1，电阻R1的一端通过第一公共点A连接到防浪涌电路的输入端，电阻R1的另一端通过第二公共点B连接到防浪涌电路的输出端；所述的第一公共点A还通过TVS管接地；所述的第二公共点B还依次通过第一压敏电阻MOV1和第二压敏电阻MOV2接地；所述的第二压敏电阻的两端还并联有气体放电管D1；

所述的测向天线为小音点天线。

如图3所示，所述的小音点天线包括T型天线支撑管1、第一天线振子2和第二天线振子3，T型天线支撑管1的水平部的两端分别设有第一天线连接座4和第二天线连接座5，第一天线振子2与第一天线连接座4连接，第二天线振子3与第二天线连接座5连接；

进一步地，天线支撑管1 为碳纤维管，具有强度高、重量轻的特点

所述第一天线振子2内设有第一印制板天线，第二天线振子3内设有第二印制板天线，T型天线支撑管1的竖直部内设有合路器，第一印制板天线的输出端和第二印制板天线的输出端与合路器的输入端连接

进一步地，合路器可以采用0 度功分器反接实现；

所述第一印制板天线正装，第二印制板天线反装；第一印制板天线和第二印制板天线的输出电压的相位差为180 度。

所述第一天线连接座4外壁设有两个第一凸台6，两个第一凸台6 对称设置,第二天线连接座5外壁设有两个第二凸台7，两个第二凸台7 对称设置,第一天线振子2对称设有两个第一扣接装置，第二天线振子3对称设有两个第二扣接装置，第一扣接装置扣接在第一凸台6上，第二扣接装置扣接在第二凸台7上。

所述T 型天线支撑管1的竖直部设有两个第三扣接装置，两个第三扣接装置对称设置。

所述第一扣接装置、第二扣接装置和第三扣接装置均包括两个平行设置的第三凸台8、安装在两个第三凸台8之间的扭簧9和安装在扭簧9上的卡扣10。所述卡扣10呈S形状，卡扣10的材质为金属。

所述第一天线振子2包括第一主壳体和第一盖板，第一主壳体和第一盖板均为T型结构，第一盖板通过多颗螺钉固定在第一主壳体上，第一印制板天线通过多颗螺钉固定在第一主壳体上；两个第一扣接装置的连线平行于第一主壳体的水平部，运输时占用空间小。

所述第二天线振子3包括第二主壳体和第二盖板，第二主壳体和第一盖板均为T型结构，第二盖板通过多颗螺钉固定在第二主壳体上，第二印制板天线通过多颗螺钉固定在第二主壳体上；两个第二扣接装置的连线平行于第二主壳体的水平部，运输时占用空间小。

所述印制板天线包括PCB线路板，PCB线路板上设有塑料上盖，PCB线路板上设有天线微带，PCB线路板的背面粘贴有金属导电膜。

所述金属导电膜的位置与天线微带对应，能够改善天线的使用效果，使用不同的工作环境。

小音点天线包括第一印制板天线和第二印制板天线，第一印制板天线正装，第二印制板天线反装，提高了小音点天线的信号接收性能，增强了小音点天线的环境适应能力；小音点天线中的各部件之间采用扣接的方式连接，装配和拆卸方便，在小音点天线需要进行长距离运输时，可以将其进行拆卸，减小运输过程中占用的空间。

如图4所示，所述的接收机包括低噪声放大器、混频器、本振驱动放大器、低通滤波器、AD转换电路；所述的低噪声放大器接收来自测向天线的射频信号、低噪声放大器的输出端与混频器的第一输入端连接；混频器的第二输入端与本振驱动放大器的输出端连接；混频器的输出端依次与低通滤波器和AD转换电路连接，AD转换电路的输出端与主控板连接；

所述的接收机还包括本振信号发生器和T型电阻衰减网络，所述的本振信号发生器的输出端通过T型电阻衰减网络与本振驱动放大器连接。

所述的主控板包括中央处理器、存储器、USB接口模块和RS92接口模块；中央处理器与AD转换电路的输出端连接,中央处理器还分别与存储器、USB接口模块和RS92接口模块。

无人机挂载的测向设备工作过程中，受到环境影响（雷电、高压电线等），电源模块可能产生浪涌电压，有浪涌电压输入时，第一压敏电阻MOV1和第二压敏电阻MOV2承担保护作用, 同时，电阻R1和TVS管对浪涌电压的残余能量进行抑制，进而防止浪涌电压对用电装置产生的影响；

进一步地，如果浪涌电压过大，冲击放电电流过大，残压超过应有的保护水平时，气体放电管导通短接第二压敏电阻MOV2，同时气体放电管D1将能量释放到大地，此时系统残压由第一压敏电阻MOV1决定，残压将大大降低。这时，再通过电阻R1和TVS管实现对浪涌电压的残余能量的抑制。