一種便攜式微波導(dǎo)航儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的便攜式微波導(dǎo)航儀包括收發(fā)天線陣列、主控單元、微波測(cè)距測(cè)速單元、聯(lián)合定位單元、行進(jìn)方向校正單元、自干擾抑制單元、3D陀螺單元、藍(lán)牙通信單元、云數(shù)據(jù)服務(wù)單元以及供電單元，通過(guò)采用雙定位系統(tǒng)聯(lián)合定位，同時(shí)對(duì)行進(jìn)方向進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，最大程度的抑制了自系統(tǒng)干擾，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗低，保證了導(dǎo)航裝置的精度和效率。
【專利說(shuō)明】-種便攜式微波導(dǎo)航儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微波通信領(lǐng)域，尤其涉及一種便攜式微波導(dǎo)航儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著微波通信、雷達(dá)等系統(tǒng)的發(fā)展，基于微波通信技術(shù)的導(dǎo)航設(shè)備也越來(lái)越豐富， 然而現(xiàn)有微波導(dǎo)航儀的定位和導(dǎo)航一般都選用GPS，形式比較單一，受環(huán)境影響也比較大， 如果行進(jìn)于茂密森林或城市密集建筑物遮蔽處時(shí)，就無(wú)法使用GI^完成定位，也就無(wú)法實(shí) 時(shí)完成導(dǎo)航任務(wù)。
[0003] 鑒于W上問(wèn)題，新一代導(dǎo)航設(shè)備推出了GI^雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)聯(lián)合定位，但是，其在 硬件實(shí)現(xiàn)上比較復(fù)雜，自系統(tǒng)干擾比較嚴(yán)重，功耗也較大，嚴(yán)重影響了定位和導(dǎo)航精度。
[0004]此外，現(xiàn)有的導(dǎo)航設(shè)備受接收信號(hào)微弱、噪聲干擾等影響，對(duì)導(dǎo)航設(shè)備的行進(jìn)方向 或路線不能及時(shí)做出更新或校正，從而導(dǎo)致定位W及導(dǎo)航精度下降。
[0005] 因此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷重新設(shè)計(jì)一種便攜式微波導(dǎo)航儀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種便攜式微波導(dǎo)航儀，所述導(dǎo)航儀包括收發(fā)天線 陣列、主控單元、微波測(cè)距測(cè)速單元、聯(lián)合定位單元、行進(jìn)方向校正單元、自干擾抑制單元、 3D巧螺單元、藍(lán)牙通信單元、云數(shù)據(jù)服務(wù)單元W及供電單元；
[0008] 所述收發(fā)天線陣列用于定位導(dǎo)航信號(hào)的發(fā)射和接收；所述自干擾抑制單元用于微 波導(dǎo)航儀自干擾的抑制消除；所述微波測(cè)距測(cè)速單元用于前方目標(biāo)的距離W及前方目標(biāo)的 速度進(jìn)行測(cè)算；所述聯(lián)合定位單元用于對(duì)微波導(dǎo)航儀進(jìn)行聯(lián)合定位；所述行進(jìn)方向校正單 元用于對(duì)微波導(dǎo)航儀的行進(jìn)方向進(jìn)行實(shí)時(shí)更新；所述3D巧螺單元用于獲取微波導(dǎo)航儀的 傾斜或加速度信息；所述藍(lán)牙通信單元用于與采用藍(lán)牙通信技術(shù)的外設(shè)設(shè)備進(jìn)行通信；所 述云數(shù)據(jù)服務(wù)單元用于微波導(dǎo)航儀接收或更新導(dǎo)航數(shù)據(jù)；所述主控單元用于根據(jù)指令對(duì)上 述各單元進(jìn)行控制；W及所述供電單元用于為導(dǎo)航儀的各個(gè)單元供電。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述自干擾抑制單元由RF放大單元、直流恢復(fù)單元、損 耗器單元和低通濾波器單元組成；所述RF放大單元的信號(hào)輸出端依次與直流恢復(fù)單元、損 耗器單元和低通濾波器單元串聯(lián)在一起。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述微波測(cè)距測(cè)速單元具體包括依次連接的微波信號(hào)發(fā) 射模塊、回波信號(hào)接收模塊、回波信號(hào)匹配模塊、速度計(jì)算模塊W及目標(biāo)距離計(jì)算模塊。
[0011] 所述微波信號(hào)發(fā)射模塊具體包括相位鎖定回路、功率放大器、增益緩沖跟隨器，所 述發(fā)射模塊用于產(chǎn)生線性持續(xù)雷達(dá)波調(diào)制信號(hào)，依次經(jīng)增益緩沖跟隨器、功率放大器放大 后，再經(jīng)收發(fā)天線陣列發(fā)射出去；
[0012] 所述相位鎖定回路包括；相頻檢測(cè)器、開關(guān)電容式電壓變換器、回環(huán)濾波器、電壓 控制振蕩器、依次1/2分頻的第一分頻器、第二分頻器、第H分頻器和第四分頻器、可配置 整數(shù)分頻的第五分頻器W及AE調(diào)制器，其中，所述相頻檢測(cè)器、開關(guān)電容式電壓變換器、 回環(huán)濾波器、電壓控制振蕩器W及五個(gè)分頻器依次串接成環(huán)狀，所述相頻檢測(cè)器的第一輸 入端輸入?yún)⒖碱l率信號(hào)，第二輸入端則與第五分頻器分頻后的分頻信號(hào)輸出端相連，所述 第五分頻器的分頻控制信號(hào)輸入端與AE調(diào)制器的調(diào)制信號(hào)輸出端相連，所述電壓控制振 蕩器的輸出端連接增益緩沖跟隨器；
[0013] 所述功率放大器，輸入端與所述增益緩沖跟隨器的輸出端相連，用于將產(chǎn)生的線 性持續(xù)雷達(dá)波調(diào)制信號(hào)進(jìn)行功率放大，再通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射出去；
[0014] 所述回波信號(hào)接收模塊用于接收返回的微波信號(hào)，所述返回的微波信號(hào)首先經(jīng)自 干擾抑制單元進(jìn)行干擾抑制后再輸入回波信號(hào)接收模塊，所述回波信號(hào)接收模塊具體包括 前端混頻器、前置中頻放大器、基帶變頻器W及數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0015] 所述回波信號(hào)匹配模塊用于提取有效的目標(biāo)信號(hào)；
[0016] 所述速度計(jì)算模塊根據(jù)如下公式計(jì)算前方目標(biāo)的實(shí)時(shí)速度：

【權(quán)利要求】
1. 一種便攜式微波導(dǎo)航儀，所述導(dǎo)航儀包括收發(fā)天線陣列、主控單元、微波測(cè)距測(cè)速單 元、聯(lián)合定位單元、行進(jìn)方向校正單元、自干擾抑制單元、3D陀螺單元、藍(lán)牙通信單元、云數(shù) 據(jù)服務(wù)單元以及供電單元； 所述收發(fā)天線陣列用于定位導(dǎo)航信號(hào)的發(fā)射和接收；所述自干擾抑制單元用于微波導(dǎo) 航儀自干擾的抑制消除；所述微波測(cè)距測(cè)速單元用于前方目標(biāo)的距離以及前方目標(biāo)的速度 進(jìn)行測(cè)算；所述聯(lián)合定位單元用于對(duì)微波導(dǎo)航儀進(jìn)行聯(lián)合定位；所述行進(jìn)方向校正單元用 于對(duì)微波導(dǎo)航儀的行進(jìn)方向進(jìn)行實(shí)時(shí)更新；所述3D陀螺單元用于獲取微波導(dǎo)航儀的傾斜 或加速度信息；所述藍(lán)牙通信單元用于與采用藍(lán)牙通信技術(shù)的外設(shè)設(shè)備進(jìn)行通信；所述云 數(shù)據(jù)服務(wù)單元用于微波導(dǎo)航儀接收或更新導(dǎo)航數(shù)據(jù)；所述主控單元用于根據(jù)指令對(duì)上述各 單元進(jìn)行控制；以及所述供電單元用于為導(dǎo)航儀的各個(gè)單元供電。
2. -種如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航儀，所述自干擾抑制單元由RF放大單元、直流恢復(fù)單 元、損耗器單元和低通濾波器單元組成；所述RF放大單元的信號(hào)輸出端依次與直流恢復(fù)單 元、損耗器單元和低通濾波器單元串聯(lián)在一起。
3. -種如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航儀，所述微波測(cè)距測(cè)速單元具體包括依次連接的微波 信號(hào)發(fā)射模塊、回波信號(hào)接收模塊、回波信號(hào)匹配模塊、速度計(jì)算模塊以及目標(biāo)距離計(jì)算模 塊； 所述微波信號(hào)發(fā)射模塊具體包括相位鎖定回路、功率放大器、增益緩沖跟隨器，所述發(fā) 射模塊用于產(chǎn)生線性持續(xù)雷達(dá)波調(diào)制信號(hào)，依次經(jīng)增益緩沖跟隨器、功率放大器放大后，再 經(jīng)收發(fā)天線陣列發(fā)射出去； 所述相位鎖定回路包括：相頻檢測(cè)器、開關(guān)電容式電壓變換器、回環(huán)濾波器、電壓控制 振蕩器、依次1/2分頻的第一分頻器、第二分頻器、第三分頻器和第四分頻器、可配置整數(shù) 分頻的第五分頻器以及AE調(diào)制器，其中，所述相頻檢測(cè)器、開關(guān)電容式電壓變換器、回環(huán) 濾波器、電壓控制振蕩器以及五個(gè)分頻器依次串接成環(huán)狀，所述相頻檢測(cè)器的第一輸入端 輸入?yún)⒖碱l率信號(hào)，第二輸入端則與第五分頻器分頻后的分頻信號(hào)輸出端相連，所述第五 分頻器的分頻控制信號(hào)輸入端與AE調(diào)制器的調(diào)制信號(hào)輸出端相連，所述電壓控制振蕩器 的輸出端連接增益緩沖跟隨器； 所述功率放大器，輸入端與所述增益緩沖跟隨器的輸出端相連，用于將產(chǎn)生的線性持 續(xù)雷達(dá)波調(diào)制信號(hào)進(jìn)行功率放大，再通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射出去； 所述回波信號(hào)接收模塊用于接收返回的微波信號(hào)，所述返回的微波信號(hào)首先經(jīng)自干擾 抑制單元進(jìn)行干擾抑制后再輸入回波信號(hào)接收模塊，所述回波信號(hào)接收模塊具體包括前端 混頻器、前置中頻放大器、基帶變頻器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器； 所述回波信號(hào)匹配模塊用于提取有效的目標(biāo)信號(hào)； 所述速度計(jì)算模塊根據(jù)如下公式計(jì)算前方目標(biāo)的實(shí)時(shí)速度：
其中，C為光速，fO為發(fā)射信號(hào)的載波中心頻率，B為發(fā)射的調(diào)制三角波信號(hào)帶寬。T為 發(fā)射的調(diào)制三角波信號(hào)周期，f+為周期為T的調(diào)制三角波上掃頻段頻譜峰值頻率，f-為周 期為T的調(diào)制三角波下掃頻段頻譜峰值頻率。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航儀，所述聯(lián)合定位單元包括定位微處理器、定位模式 選擇模塊、第一定位模塊和第二定位模塊，所述第二定位模塊包括地磁校驗(yàn)?zāi)K、旋轉(zhuǎn)角度 計(jì)算模塊、海拔測(cè)量模塊以及3D加速度測(cè)量模塊； 當(dāng)定位微處理器判斷可以接收GPS信號(hào)時(shí)，第一定位模塊根據(jù)接收的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)計(jì) 算得到定位目標(biāo)的位置信息； 當(dāng)采用第一定位模塊獲取定位目標(biāo)的位置信息和軌跡信息時(shí)，GPS信號(hào)突然不可用時(shí)， 定位微處理器通過(guò)定位模式選擇模塊啟動(dòng)第二定位模塊，所述第二定位模塊根據(jù)第一定位 模塊最后獲得的位置信息，繼續(xù)獲取定位目標(biāo)的立體空間位置信息。
5. -種如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航儀，所述行進(jìn)方向校正單元具體包括閾值設(shè)定模塊、 行進(jìn)狀態(tài)判斷模塊、行進(jìn)360度判斷模塊、以及行進(jìn)方向更新模塊。
6. -種如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航儀，所述3D陀螺單元用于獲取微波導(dǎo)航儀的傾斜信 息；所述傾斜和加速度信息用于識(shí)別微波導(dǎo)航儀攜帶者的摔倒等緊急狀態(tài)變化。
7. -種如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航儀，所述藍(lán)牙通信單元用于與采用藍(lán)牙通信技術(shù)的藍(lán) 牙耳機(jī)進(jìn)行通信，通過(guò)所述藍(lán)牙通信單元將導(dǎo)航語(yǔ)音信息發(fā)送至藍(lán)牙耳機(jī)，以便導(dǎo)航儀攜 帶者進(jìn)行收聽。
8. -種如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航儀，所述云數(shù)據(jù)服務(wù)單元用于微波導(dǎo)航儀周期性的接 收或更新導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
9. 一種如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航儀，所述收發(fā)天線陣列包括第一子天線、隔離連接器 和第二子天線。第一子天線和第二子天線結(jié)構(gòu)相同，均具有接收和發(fā)送功能，二者中間由隔 離連接器連接并形成互耦隔離，二者結(jié)構(gòu)關(guān)于隔離連接器對(duì)稱。
【文檔編號(hào)】G01S19/45GK104359475SQ201410624164
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】張洪軍, 廖云龍, 趙永亮 申請(qǐng)人:成都銳新科技有限公司