一种使用高增益阵列天线的定位系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种使用高增益阵列天线的定位系统，包括高增益阵列天线定位模块，电源模块、中心控制模块、存储管理模块、存储模块、显示模块、通信模块；其中，所述中心控制模块分别与高增益阵列天线定位模块、电源模块、存储管理模块相连，所述存储管理模块还分别与存储模块、显示模块、通信模块相连；高增益阵列天线定位模块接收北斗的位置信号，并将信号送入中心控制模块进行信号处理，处理后的位置信号发送到存储管理模块，存储管理模块通过显示模块对位置信息进行显示，用户通过显示模块设置高增益阵列天线定位模块的工作模式；所述通信模块将获得的位置信息通过以太网上传到远端；电源模块通过中心控制模块为其他部分供电。
【专利说明】一种使用高增益阵列天线的定位系统
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种使用高增益阵列天线的定位系统，属于信号处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]北斗定位系统是我国自主开发的全球定位系统，目前北斗定位系统在轨运行卫星已达16颗，截止2012年12月27日，我国的北斗定位系统空间信号接口控制文件正式版已公布，北斗定位导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航及授时服务。该系统可为汽车、客机和轮船等常用交通工具提供定位服务，为精确制导武器提供定位导航服务，其对我国军事国防事业摆脱对国外GPS系统依赖有着重要意义，另外对农牧业、渔业生产也有着重要意义。
[0003]专利号为CN103869347A，专利名称为一种北斗卫星导航定位系统，该专利针对现有技术中的定位速度和准确度问题进行改进，提高定位系统的覆盖面和抗干扰能力，但是该专利并没有远程控制和远程数据传输功能，没有自带的数据处理系统，不能及时快速的通知远端情况。
[0004]专利号为CN104105066A，专利名称为基于北斗卫星的通信系统，该专利指出了现有技术中定位系统复杂不稳定的缺点，也给出一定的解决方案，但该解决方案过于理想化，并没有给出具体的实现技术手段。
[0005]同时，现有技术中常用的信号调理电路普遍存在结构复杂，功耗较大的问题，需要进一步改进。目前设计的微波天线普遍存在增益低的现象，主要原因是天线的体积比较大，微带线的弯折总会带来或多或少的能量损耗，同时当天线单元比较多时，天线的体积比较庞大，各部分之间的连接都会带来能量的损耗，这些都成为天线增益不高的主要原因。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的缺陷，提供一种使用高增益阵列天线的定位系统，将高增益阵列天线与定位模块结合在一起，高增益阵列天线的精确度比较高，可有效的提高定位系统的精确度；同时该系统设有信号处理的模块，对信号进行准确的分析，并将定位的信息进行显示，更加直观，另外设有通信模块，具有远程通信功能，可有效的数据传输的效率。
[0007]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种使用高增益阵列天线的定位系统，包括高增益阵列天线定位模块，电源模块、中心控制模块、存储管理模块、存储模块、显示模块、通信模块；
其中，所述中心控制模块分别与高增益阵列天线定位模块、电源模块、存储管理模块相连，所述存储管理模块还分别与存储模块、显示模块、通信模块相连；
高增益阵列天线定位模块接收北斗的位置信号，并将信号送入中心控制模块进行信号处理，处理后的位置信号发送到存储管理模块，存储管理模块通过显示模块对位置信息进行显示，用户通过显示模块设置高增益阵列天线定位模块的工作模式；存储管理模块将获得的位置信息发送给通信模块，所述通信模块将获得的位置信息通过以太网上传到远端； 电源模块通过中心控制模块为其他部分供电。
[0008]所述高增益阵列天线定位模块中的高增益阵列天线包括一个第一威尔金森功分器和至少两个相同的支路结构，支路结构的个数与第一威尔金森功分器的输出端个数相同，每个支路结构包括一个LNA、一个第二威尔金森功分器和至少一个单元天线阵列，所述单元天线阵列的个数与第二威尔金森功分器的输出端个数相同，且各个单元天线阵列中的单元天线个数至少为一个；LNA的输出端与第二威尔金森功分器的输入端相连，第二威尔金森功分器的每个输出端都与一个单元天线阵列相连；所述第一威尔金森功分器的输出端分别对应连接各支路结构中的LNA的输入端。
[0009]作为本发明的进一步优化方案，所述中心控制模块采用FPGA芯片。
[0010]作为本发明的进一步优化方案，所述电源模块采用的芯片型号为LM2576。
[0011]作为本发明的进一步优化方案，所述存储管理模块采用的芯片为74HC595。
[0012]作为本发明的进一步优化方案，所述通信模块采用W5100网络芯片。
[0013]作为本发明的进一步优化方案，所述高增益阵列天线定位模块包括高增益阵列天线和射频接收模块，所述高增益阵列天线将接收的信号发送到射频接收模块，经过射频接收模块的放大、滤波后进入中心控制模块。
[0014]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:本发明将高增益阵列天线与定位模块结合在一起，高增益阵列天线的精确度比较高，可有效的提高定位系统的精确度；同时该系统设有信号处理的模块，对信号进行准确的分析，并将定位的信息进行显示，更加直观，另外设有通信模块，具有远程通信功能，可有效的数据传输的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明中高增益阵列天线的具体结构示意图。
[0016]图2是本发明的电路模块连接示意图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0019]本【技术领域】技术人员可以理解的是，本发明中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置、器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。例如，改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特定功能。因此，可以理解的是，本发明的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连接组合关系，而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。
[0020]本【技术领域】技术人员可以理解的是，本发明中提到的相关模块是用于执行本申请中所述操作、方法、流程中的步骤、措施、方案中的一项或多项的硬件设备。所述硬件设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。
[0021]本【技术领域】技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0022]本【技术领域】技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0023]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
本发明的电路模块连接示意图如图2所示，一种使用高增益阵列天线的定位系统，包括高增益阵列天线定位模块，电源模块、中心控制模块、存储管理模块、存储模块、显示模块、通信模块；
其中，所述中心控制模块分别与高增益阵列天线定位模块、电源模块、存储管理模块相连，所述存储管理模块还分别与存储模块、显示模块、通信模块相连；
高增益阵列天线定位模块接收北斗的位置信号，并将信号送入中心控制模块进行信号处理，处理后的位置信号发送到存储管理模块，存储管理模块通过显示模块对位置信息进行显示，用户通过显示模块设置高增益阵列天线定位模块的工作模式；存储管理模块将获得的位置信息发送给通信模块，所述通信模块将获得的位置信息通过以太网上传到远端；电源模块通过中心控制模块为其他部分供电。
[0024]本发明中，高增益阵列天线的具体结构如图1所示，所述高增益阵列天线定位模块中的高增益阵列天线包括一个第一威尔金森功分器和至少两个相同的支路结构，支路结构的个数与第一威尔金森功分器的输出端个数相同，每个支路结构包括一个LNA、一个第二威尔金森功分器和至少一个单元天线阵列，所述单元天线阵列的个数与第二威尔金森功分器的输出端个数相同，且各个单元天线阵列中的单元天线个数至少为一个；LNA的输出端与第二威尔金森功分器的输入端相连，第二威尔金森功分器的每个输出端都与一个单元天线阵列相连；所述第一威尔金森功分器的输出端分别对应连接各支路结构中的LNA的输入端。
[0025]作为本发明的进一步优化方案，所述中心控制模块采用FPGA芯片。
[0026]作为本发明的进一步优化方案，所述电源模块采用的芯片型号为LM2576。
[0027]系统使用较为常见的12V电压作为总的电源输入，经LM2576芯片得到5V电压作为DSP模块和TFT液晶屏的电源，5V电压经ASM1117得到3.3V电压作为ARM模块和网络部分以及TF卡的电源。
[0028]作为本发明的进一步优化方案，所述存储管理模块采用的芯片为74HC595。
[0029]作为本发明的进一步优化方案，所述通信模块采用W5100网络芯片。通信模块可将系统的定位信息发送到以太网上，供远端的用户访问、查询。
[0030]作为本发明的进一步优化方案，所述高增益阵列天线定位模块包括高增益阵列天线和射频接收模块，所述高增益阵列天线将接收的信号发送到射频接收模块，经过射频接收模块的放大、滤波后进入中心控制模块。
[0031]所述显示模块采用TFT液晶屏，可以做到高速度、高亮度、高对比度的显示屏幕信息。FPGA采用FSMC总线与显示模块进行通信，完成对液晶屏的初始化和显示控制。
[0032]高增益阵列天线定位模块使用北京和芯星通公司的高增益阵列天线，其可同时支BD2 BUGPS LI两个频点，输出数据方式为USART，数据协议为NMEAO183，默认通信波特率为9 600 bit.s—1，并可根据用户需要自行设定最高支持波特率为230 400 bit.s_S其输入/输出信号类型均为LVTTL电平。UM220通过串口与DSP连接，DSP通过串口完成对北斗模块的配置，并接收其定位信息。
[0033]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种使用高增益阵列天线的定位系统，其特征在于:包括高增益阵列天线定位模块，电源模块、中心控制模块、存储管理模块、存储模块、显示模块、通信模块； 其中，所述中心控制模块分别与高增益阵列天线定位模块、电源模块、存储管理模块相连，所述存储管理模块还分别与存储模块、显示模块、通信模块相连； 高增益阵列天线定位模块接收北斗的位置信号，并将信号送入中心控制模块进行信号处理，处理后的位置信号发送到存储管理模块，存储管理模块通过显示模块对位置信息进行显示，用户通过显示模块设置高增益阵列天线定位模块的工作模式；存储管理模块将获得的位置信息发送给通信模块，所述通信模块将获得的位置信息通过以太网上传到远端； 电源模块通过中心控制模块为其他部分供电； 所述高增益阵列天线定位模块中的高增益阵列天线包括一个第一威尔金森功分器和至少两个相同的支路结构，支路结构的个数与第一威尔金森功分器的输出端个数相同，每个支路结构包括一个LNA、一个第二威尔金森功分器和至少一个单元天线阵列，所述单元天线阵列的个数与第二威尔金森功分器的输出端个数相同，且各个单元天线阵列中的单元天线个数至少为一个；LNA的输出端与第二威尔金森功分器的输入端相连，第二威尔金森功分器的每个输出端都与一个单元天线阵列相连；所述第一威尔金森功分器的输出端分别对应连接各支路结构中的LNA的输入端。
2.如权利要求1所述的一种使用高增益阵列天线的定位系统，其特征在于:所述中心控制模块采用FPGA芯片。
3.如权利要求1所述的一种使用高增益阵列天线的定位系统，其特征在于:所述电源模块采用的芯片型号为LM2576。
4.如权利要求3所述的一种使用高增益阵列天线的定位系统，其特征在于:所述存储管理模块采用的芯片为74HC595。
5.如权利要求1所述的一种使用高增益阵列天线的定位系统，其特征在于:所述通信模块采用W5100网络芯片。
6.如权利要求1所述的一种使用高增益阵列天线的定位系统，其特征在于:所述高增益阵列天线定位模块包括高增益阵列天线和射频接收模块，所述高增益阵列天线将接收的信号发送到射频接收模块，经过射频接收模块的放大、滤波后进入中心控制模块。
【文档编号】G01S19/34GK104375155SQ201410652188
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】吴俨, 时国坚, 张军, 孙继通 申请人:无锡悟莘科技有限公司