专利名称：无线测控天线阵列装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统技术领域，尤其是涉及一种可检测信号方位的天线阵列>J-U装直。
背景技术：
天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。应用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统。
专利申请号为02824569.5《移动车辆用的天线阵列》中是一种安装在车辆上用于扫描信号的天线阵列，该专利公开了以对准控制器来监控由天线元件阵列接收的信号以及控制方位驱动器和高度驱动器，以使天线元件阵列在一个广阔的范围内保持对准信息源。但该专利公开的技术方案中，对信号的具体来向缺乏准确的判断，即不能准确判断信息源的方位。发明内容
本发明提供一种天线测控天线阵列装置，该天线阵列装置通过对不同方位的定向接收天线快速切换，在接收信号源信号的同时基于信号功率检测来判断信号源所在的方位。当天线阵列装置接收到主机发出的咨询脉冲时，天线阵列装置向主机反馈此一瞬间检测到信号最强的信号源的方位。
本发明采用以下技术方案: 一种天线测控天线阵列装置，包括天线阵列、微波开关模块、射频接收模块、功率检测模块、时钟模块、电子罗盘、中央处理器模块以及电源模块； 其中，天线阵列为全向天线； 微波开关模块，与天线阵列相连，用于接收天线阵列的信号，实现天线信号的切换，选择进入后级处理电路的天线信号；其开关切换状态的切换具有严格的时钟关系，而且各路输入接口间的信号隔离度需要确保微弱的接收信号不会被更强的天线接入端所掩盖干扰； 射频接收模块，与微波开关相连，用于接收微波开关模块传输的天线信号，对天线信号进行滤波、放大、降至中频等处理； 功率检测模块，与射频 接收模块相连，用于接收射频接收模块传输的中频天线信号，并检测其信号功率，得到中频天线信号的功率信息； 时钟模块，与射频接收模块、中央处理器模块相连，用于对射频接收模块、中央处理器模块提供所需的时钟信号；对中央处理器提供的时钟信号满足微波开关模块对开关切换状态切换的要求； 电子罗盘，与中央处理器相连，将方位基准信息提供给中央处理器；中央处理器模块，包括中央处理器，与微波开关相连、功率检测模块相连；用于接收功率检测模块传输的中频天线信号的功率信息，并进行对比，得到功率最强的信号源的方位；根据时钟模块提供的时钟信号，控制微波开关进行天线信号切换； 电源模块，对天线阵列、微波开关模块、射频接收模块、功率检测模块、时钟模块、中央处理器模块、电子罗盘等进行供电。
优先的，所述天线测控天线阵列装置还包括系统软件模块，所述系统软件设定校正天线阵列装置延时的监控及参数调整，用具集中均衡各个功能模块间的工作参数，以控制天线阵列装置时延。
本发明采用基于信号功率检测的方法来判断信号来向，可以解决信号源定位问题，如手机、基站、广播、卫星等信号的来向。
图1所示为本发明优选实施例的硬件组成图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。
如图1所示，本发明天线测控天线阵列装置包括天线阵列、微波开关模块、射频接收模块、功率检测模块、时钟模块、中央处理器模块、电子罗盘、存储模块、电源模块以及系统软件模块； 其中，天线阵列为全向天线。
微波开关模块，与天线阵列相连，用于接收天线阵列的信号，实现天线信号的切换。微波开关模块的工作带宽包括为0-3.5GHz，选择进入后级处理电路的天线信号，在此基础上，工作带宽越窄越好。其开关切换状态的切换具有严格的时钟关系，而且各路输入接口间的信号隔离度有一定的要求，以确保微弱的接收信号不会被更强的天线接入端所掩盖干扰；天线阵列装置的一次切换的允许最大时长为lus，即开关时间小于或等于lus，具有较敏捷的切换能力。
射频接收模块，与微波开关相连，用于接收微波开关模块传输的天线信号，对天线信号进行滤波、放大、降至中频等处理，输出85.38MHz左右的中频信号；设计外接16.384MHz的时钟信号，时钟信号通过射频信号线引入射频接收板。
功率检测模块，与射频接收模块相连，用于接收射频接收模块传输的中频天线信号，并检测其信号功率，得到中频天线信号的功率值；为了达到功率值区分要求，其功率检测精度在12位以上，转 换时间在20us (功率检测时隙)内，即采样速率在50KSPS以上。
时钟模块，与射频接收模块、中央处理器模块相连，用于对射频接收模块、中央处理器模块提供所需的时钟信号；其中射频接收模块的时钟源要求频率为16.384MHz的具有温度补偿的有源晶振提供；对中央处理器提供的时钟信号满足微波开关模块对开关切换状态切换的要求。
电子罗盘，与中央处理器相连，将方位基准信息提供给中央处理器，它的磁阻传感器精度高于3°，以提供标准的方位角指向精度；所述电子罗盘与天线阵列具有确定的对应关系。
中央处理器模块，包括中央处理器、外围标准接口 ；所述中央处理器模块与微波开关相连、功率检测模块相连；用于接收功率检测模块传输的中频天线信号的功率信息，并进行对比，得到功率最强的信号源的方位；根据时钟模块提供的时钟信号，控制微波开关进行天线信号切换；所述外围标准接口包括USB接口、串口、SP1、IIC等标准接口。所述中央处理器的处理能力及I/O 口数量设计满足电子罗盘、LCD、功率检测模块等部分的驱动要求。
存储模块，用于存储通过中央处理器对比的结果数据；由于所述天线阵列装置接收、处理的信号信息均为实时数据，对存储需求的时间较为短暂，一般设计在5分钟左右。
模块间接口设计如下表所示:
权利要求
1.一种天线测控天线阵列装置，其特征在于:包括天线阵列、微波开关模块、射频接收模块、功率检测模块、时钟模块、电子罗盘、中央处理器模块以及电源模块； 其中，天线阵列为全向天线； 微波开关模块，与天线阵列相连，用于接收天线阵列的信号，实现天线信号的切换，选择进入后级处理电路的天线信号；其开关切换状态的切换具有严格的时钟关系，而且各路输入接口间的信号隔离度需要确保微弱的接收信号不会被更强的天线接入端所掩盖干扰； 射频接收模块，与微波开关相连，用于接收微波开关模块传输的天线信号，对天线信号进行滤波、放大、降至中频等处理； 功率检测模块，与射频接收模块相连，用于接收射频接收模块传输的中频天线信号，并检测其信号功率，得到中频天线信号的功率信息； 时钟模块，与射频接收模块、中央处理器模块相连，用于对射频接收模块、中央处理器模块提供所需的时钟信号；对中央处理器提供的时钟信号满足微波开关模块对开关切换状态切换的要求； 电子罗盘，与中央处理器相连，将方位基准信息提供给中央处理器； 中央处理器模块，包括中央处理器，与微波开关相连、功率检测模块相连；用于接收功率检测模块传输的中频天线信号的功率信息，并进行对比，得到功率最强的信号源的方位；根据时钟模块提供的时钟信号，控制微波开关进行天线信号切换； 电源模块，对天线阵列、微波开关模块、射频接收模块、功率检测模块、时钟模块、中央处理器模块、电子罗盘等进行供电。
2.根据权利要求1所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:还包括系统软件模块，所述系统软件设定校正天线阵列装置延时的监控及参数调整，用具集中均衡各个功能模块间的工作参数，以控制天线阵列装置时延。
3.根据权利要求2所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:所述天线阵列装置的一次切换的允许最大时长为lus。
4.根据权利要求3所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:所述天线阵列装置结果延时小于或等于16us。
5.根据权利要求1所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:所述微波开关模块的工作带宽包括为0-3.5GHzο
6.根据权利要求1所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:所述时钟模块包括具有温度补偿的有源晶振，所述有源晶振提供16.384MHz的时钟信号至射频接收模块。
7.根据权利要求1所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:所述功率检测模块的功率检测精度在12位以上，采样速率在50KSPS以上。
8.根据权利要求1至7任一项所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:所述微波开关模块、射频接收模块、功率检测模块、时钟模块、中央处理器模块、电子罗盘的电源接入端设置滤波电容，I/O 口输出处串接330Ω电阻，关键的信号线采取包地；射频接收板与中央处理器板件设置散热孔，电源层与地层采用大面积铜皮设计。
9.根据权利要求8所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:所述天线阵列装置还包括外壳，所述天线阵列固定于外壳表面，所述微波开关模块、射频接收模块、功率检测模块、时钟模块、中央处理器模块、电子罗盘、电源模块固定于外壳内部；所述外壳底部附有磁铁，可吸附在车顶。
10.根据权利要求9所述的天线测控天线阵列装置，其特征在于:所述天线阵列装置内的小信号电路部分远离信号频率高的部分，天线阵列装置内连接软导线、信号线长以及产生辐射和受到辐射 干扰的电子元件和电路部分增加屏蔽装置。
全文摘要
本发明公开一种天线测控天线阵列装置，涉及无线通信系统技术领域。该天线阵列装置包括天线阵列、微波开关模块、射频接收模块、功率检测模块、时钟模块、电子罗盘、中央处理器模块以及电源模块。通过对不同方位的定向接收天线实现快速切换，在接收信号源信号的同时基于信号功率检测来判断信号源所在的方位。该天线阵列装置可解决信号源定位问题。
文档编号G01S3/12GK103226189SQ20131011923
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月8日 优先权日2013年4月8日
发明者阙劲峰 申请人:广州汇智通信技术有限公司