一种便携式微波导航仪的制作方法
【专利摘要】本发明的便携式微波导航仪包括收发天线阵列、主控单元、微波测距测速单元、联合定位单元、行进方向校正单元、自干扰抑制单元、3D陀螺单元、蓝牙通信单元、云数据服务单元以及供电单元，通过采用双定位系统联合定位，同时对行进方向进行实时校正，最大程度的抑制了自系统干扰，结构简单，功耗低，保证了导航装置的精度和效率。
【专利说明】-种便携式微波导航仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微波通信领域，尤其涉及一种便携式微波导航仪。
【背景技术】
[0002] 随着微波通信、雷达等系统的发展，基于微波通信技术的导航设备也越来越丰富， 然而现有微波导航仪的定位和导航一般都选用GPS，形式比较单一，受环境影响也比较大， 如果行进于茂密森林或城市密集建筑物遮蔽处时，就无法使用GI^完成定位，也就无法实 时完成导航任务。
[0003] 鉴于W上问题，新一代导航设备推出了GI^双系统或多系统联合定位，但是，其在 硬件实现上比较复杂，自系统干扰比较严重，功耗也较大，严重影响了定位和导航精度。
[0004]此外，现有的导航设备受接收信号微弱、噪声干扰等影响，对导航设备的行进方向 或路线不能及时做出更新或校正，从而导致定位W及导航精度下降。
[0005] 因此，有必要针对现有技术中的上述缺陷重新设计一种便携式微波导航仪。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是通过W下技术方案实现的。
[0007]根据本发明的实施方式，提出一种便携式微波导航仪，所述导航仪包括收发天线 阵列、主控单元、微波测距测速单元、联合定位单元、行进方向校正单元、自干扰抑制单元、 3D巧螺单元、蓝牙通信单元、云数据服务单元W及供电单元；
[0008] 所述收发天线阵列用于定位导航信号的发射和接收；所述自干扰抑制单元用于微 波导航仪自干扰的抑制消除；所述微波测距测速单元用于前方目标的距离W及前方目标的 速度进行测算；所述联合定位单元用于对微波导航仪进行联合定位；所述行进方向校正单 元用于对微波导航仪的行进方向进行实时更新；所述3D巧螺单元用于获取微波导航仪的 倾斜或加速度信息；所述蓝牙通信单元用于与采用蓝牙通信技术的外设设备进行通信；所 述云数据服务单元用于微波导航仪接收或更新导航数据；所述主控单元用于根据指令对上 述各单元进行控制；W及所述供电单元用于为导航仪的各个单元供电。
[0009]根据本发明的实施方式，所述自干扰抑制单元由RF放大单元、直流恢复单元、损 耗器单元和低通滤波器单元组成；所述RF放大单元的信号输出端依次与直流恢复单元、损 耗器单元和低通滤波器单元串联在一起。
[0010] 根据本发明的实施方式，所述微波测距测速单元具体包括依次连接的微波信号发 射模块、回波信号接收模块、回波信号匹配模块、速度计算模块W及目标距离计算模块。
[0011] 所述微波信号发射模块具体包括相位锁定回路、功率放大器、增益缓冲跟随器，所 述发射模块用于产生线性持续雷达波调制信号，依次经增益缓冲跟随器、功率放大器放大 后，再经收发天线阵列发射出去；
[0012] 所述相位锁定回路包括；相频检测器、开关电容式电压变换器、回环滤波器、电压 控制振荡器、依次1/2分频的第一分频器、第二分频器、第H分频器和第四分频器、可配置 整数分频的第五分频器W及AE调制器，其中，所述相频检测器、开关电容式电压变换器、 回环滤波器、电压控制振荡器W及五个分频器依次串接成环状，所述相频检测器的第一输 入端输入参考频率信号，第二输入端则与第五分频器分频后的分频信号输出端相连，所述 第五分频器的分频控制信号输入端与AE调制器的调制信号输出端相连，所述电压控制振 荡器的输出端连接增益缓冲跟随器；
[0013] 所述功率放大器，输入端与所述增益缓冲跟随器的输出端相连，用于将产生的线 性持续雷达波调制信号进行功率放大，再通过发射天线发射出去；
[0014] 所述回波信号接收模块用于接收返回的微波信号，所述返回的微波信号首先经自 干扰抑制单元进行干扰抑制后再输入回波信号接收模块，所述回波信号接收模块具体包括 前端混频器、前置中频放大器、基带变频器W及数模转换器。
[0015] 所述回波信号匹配模块用于提取有效的目标信号；
[0016] 所述速度计算模块根据如下公式计算前方目标的实时速度：
【权利要求】
1. 一种便携式微波导航仪，所述导航仪包括收发天线阵列、主控单元、微波测距测速单 元、联合定位单元、行进方向校正单元、自干扰抑制单元、3D陀螺单元、蓝牙通信单元、云数 据服务单元以及供电单元； 所述收发天线阵列用于定位导航信号的发射和接收；所述自干扰抑制单元用于微波导 航仪自干扰的抑制消除；所述微波测距测速单元用于前方目标的距离以及前方目标的速度 进行测算；所述联合定位单元用于对微波导航仪进行联合定位；所述行进方向校正单元用 于对微波导航仪的行进方向进行实时更新；所述3D陀螺单元用于获取微波导航仪的倾斜 或加速度信息；所述蓝牙通信单元用于与采用蓝牙通信技术的外设设备进行通信；所述云 数据服务单元用于微波导航仪接收或更新导航数据；所述主控单元用于根据指令对上述各 单元进行控制；以及所述供电单元用于为导航仪的各个单元供电。
2. -种如权利要求1所述的导航仪，所述自干扰抑制单元由RF放大单元、直流恢复单 元、损耗器单元和低通滤波器单元组成；所述RF放大单元的信号输出端依次与直流恢复单 元、损耗器单元和低通滤波器单元串联在一起。
3. -种如权利要求1所述的导航仪，所述微波测距测速单元具体包括依次连接的微波 信号发射模块、回波信号接收模块、回波信号匹配模块、速度计算模块以及目标距离计算模 块； 所述微波信号发射模块具体包括相位锁定回路、功率放大器、增益缓冲跟随器，所述发 射模块用于产生线性持续雷达波调制信号，依次经增益缓冲跟随器、功率放大器放大后，再 经收发天线阵列发射出去； 所述相位锁定回路包括：相频检测器、开关电容式电压变换器、回环滤波器、电压控制 振荡器、依次1/2分频的第一分频器、第二分频器、第三分频器和第四分频器、可配置整数 分频的第五分频器以及AE调制器，其中，所述相频检测器、开关电容式电压变换器、回环 滤波器、电压控制振荡器以及五个分频器依次串接成环状，所述相频检测器的第一输入端 输入参考频率信号，第二输入端则与第五分频器分频后的分频信号输出端相连，所述第五 分频器的分频控制信号输入端与AE调制器的调制信号输出端相连，所述电压控制振荡器 的输出端连接增益缓冲跟随器； 所述功率放大器，输入端与所述增益缓冲跟随器的输出端相连，用于将产生的线性持 续雷达波调制信号进行功率放大，再通过发射天线发射出去； 所述回波信号接收模块用于接收返回的微波信号，所述返回的微波信号首先经自干扰 抑制单元进行干扰抑制后再输入回波信号接收模块，所述回波信号接收模块具体包括前端 混频器、前置中频放大器、基带变频器以及数模转换器； 所述回波信号匹配模块用于提取有效的目标信号； 所述速度计算模块根据如下公式计算前方目标的实时速度：
其中，C为光速，fO为发射信号的载波中心频率，B为发射的调制三角波信号带宽。T为 发射的调制三角波信号周期，f+为周期为T的调制三角波上扫频段频谱峰值频率，f-为周 期为T的调制三角波下扫频段频谱峰值频率。
4. 一种如权利要求1所述的导航仪，所述联合定位单元包括定位微处理器、定位模式 选择模块、第一定位模块和第二定位模块，所述第二定位模块包括地磁校验模块、旋转角度 计算模块、海拔测量模块以及3D加速度测量模块； 当定位微处理器判断可以接收GPS信号时，第一定位模块根据接收的卫星定位数据计 算得到定位目标的位置信息； 当采用第一定位模块获取定位目标的位置信息和轨迹信息时，GPS信号突然不可用时， 定位微处理器通过定位模式选择模块启动第二定位模块，所述第二定位模块根据第一定位 模块最后获得的位置信息，继续获取定位目标的立体空间位置信息。
5. -种如权利要求1所述的导航仪，所述行进方向校正单元具体包括阈值设定模块、 行进状态判断模块、行进360度判断模块、以及行进方向更新模块。
6. -种如权利要求1所述的导航仪，所述3D陀螺单元用于获取微波导航仪的倾斜信 息；所述倾斜和加速度信息用于识别微波导航仪携带者的摔倒等紧急状态变化。
7. -种如权利要求1所述的导航仪，所述蓝牙通信单元用于与采用蓝牙通信技术的蓝 牙耳机进行通信，通过所述蓝牙通信单元将导航语音信息发送至蓝牙耳机，以便导航仪携 带者进行收听。
8. -种如权利要求1所述的导航仪，所述云数据服务单元用于微波导航仪周期性的接 收或更新导航数据。
9. 一种如权利要求1所述的导航仪，所述收发天线阵列包括第一子天线、隔离连接器 和第二子天线。第一子天线和第二子天线结构相同，均具有接收和发送功能，二者中间由隔 离连接器连接并形成互耦隔离，二者结构关于隔离连接器对称。
【文档编号】G01S19/45GK104359475SQ201410624164
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】张洪军, 廖云龙, 赵永亮 申请人:成都锐新科技有限公司