一種改進(jìn)的epirb檢測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種檢測(cè)儀，特別是一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，能夠檢測(cè)航海所用的應(yīng)急無(wú)線電示位標(biāo)的載波頻率，解析協(xié)議內(nèi)容并分析誤碼率、發(fā)射格式，而且可以通過(guò)上位機(jī)通信端口將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送至PC機(jī)上顯示并計(jì)算EPIRB的頻率穩(wěn)定度，從而判斷其運(yùn)行狀態(tài)是否正常。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)急無(wú)線電不位標(biāo)(EmergencyPosit1n Indicat1n Rad1 Beacon,縮寫(xiě)EPIRB)是一種能發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的信標(biāo)，利用本身發(fā)射的射頻信號(hào)來(lái)表示自己的位置及狀態(tài)，以便搜救單位準(zhǔn)確地確定它的位置，它是全球海上遇險(xiǎn)和安全系統(tǒng)(GMDSS)中重要的船對(duì)岸的報(bào)警裝置。國(guó)際海事組織MO規(guī)定，所有300總噸以上貨船及適用于《SOLAS》公約的所謂公約船，無(wú)論航行在Al、A2、A3、或A4航區(qū)，除Al航區(qū)可以用VHF EPIRB代替以外，都必須配備衛(wèi)星EPIRB。
[0003]根據(jù)聯(lián)合國(guó)資料:1982年，首次成功營(yíng)救出加拿大飛機(jī)遇險(xiǎn)的三人，在1982-1997年成功營(yíng)救8638人，盡在1997年，系統(tǒng)啟動(dòng)1284次，有1284人成功獲救。根據(jù)我國(guó)資料統(tǒng)計(jì):1982-1999年，全球共收到3361次警報(bào)，有11227人獲救。
[0004]GMDSS 是全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)(Global Maritime Distress and SafetySystem)。1999年2月I日，GMDSS系統(tǒng)在全世界各航運(yùn)國(guó)家全面啟用。與在此之前廣泛應(yīng)用的呼救信號(hào)“S0S”不同，GMDSS是一個(gè)船岸間通信新系統(tǒng)一“全球海上遇險(xiǎn)和安全系統(tǒng)”。它由衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面無(wú)線電通信系統(tǒng)兩大部分組成。衛(wèi)星系統(tǒng)又包括國(guó)際海事衛(wèi)星分系統(tǒng)和極低軌道搜救衛(wèi)星分系統(tǒng)兩部分。GMDSS是建立在先進(jìn)的衛(wèi)星通信技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上的先進(jìn)系統(tǒng)，在船只遇難時(shí)，不僅能向更大的范圍更迅速、更可靠地發(fā)出救難信息，還能以自動(dòng)、半自動(dòng)的方式取代以前的人工報(bào)警方式。
[0005]在2000年的第25屆C0SPAS-SARSAT大會(huì)上做出決定:C0SPAS_SARSAT系統(tǒng)將從2009年I月I日起停止處理121.5/243MHZ的衛(wèi)星信號(hào)，所有持有121.5/243MHz示位標(biāo)的需要盡快用406MHz的示位標(biāo)替代，只有406MHz的信號(hào)才能被系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，所以將會(huì)影響所有的EPIRB、ELT、PLB。所以研制檢測(cè)儀的時(shí)候，考慮121.5/243MHz沒(méi)有意義，只需要考慮406MHz檢測(cè)儀。
[0006]新增的SOLAS公約第IV/15.9條規(guī)定了 406MHz衛(wèi)星EPIRB的年度測(cè)試要求，并于2002年7月I日生效。年度測(cè)試應(yīng)使用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)設(shè)備，檢測(cè)設(shè)備能夠完成本導(dǎo)則要求的所有測(cè)試項(xiàng)目。
[0007](I)檢查安裝位置及安裝是否影響自浮操作；
[0008](2)確認(rèn)EPIRB的浮力短繩狀況良好；該短繩應(yīng)收放妥當(dāng)，不應(yīng)與船體或機(jī)座相連；
[0009](3)外觀檢查；
[0010](4)進(jìn)行常規(guī)的自檢測(cè)試；
[0011](5)檢查EPIRB的識(shí)別碼(15個(gè)十六進(jìn)制ID碼和其它要求的信息)是否清晰地標(biāo)明在設(shè)備外部；
[0012](6)從發(fā)射信號(hào)中解讀出EPIRB的15個(gè)十六進(jìn)制ID碼和其它信息，檢查解讀出的信息(15個(gè)十六進(jìn)制ID碼或MMSI/呼號(hào)，按照主管機(jī)關(guān)的要求)是否與信標(biāo)上標(biāo)識(shí)的一致；
[0013](7)通過(guò)有關(guān)文件或國(guó)家編碼登記機(jī)構(gòu)核查設(shè)備的登記情況；
[0014](8)檢查電池的有效期；
[0015](9)如適用，檢查靜水壓力釋放裝置及其有效期；
[0016](10)在自測(cè)模式下檢測(cè)在406MHz頻段的發(fā)射狀態(tài)，或?yàn)楸苊鈱?duì)衛(wèi)星發(fā)出遇險(xiǎn)呼口 q，采用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)設(shè)備進(jìn)行；
[0017](11)如可能，在自測(cè)模式下檢測(cè)在121.5MHz頻段的發(fā)射狀態(tài)，或?yàn)楸苊鈫?dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)，采用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)設(shè)備進(jìn)行；
[0018](12)檢查EPIRB是否按照主管機(jī)關(guān)規(guī)定時(shí)間間隔由認(rèn)可的岸基維修機(jī)構(gòu)加以維護(hù)；
[0019](13)在檢測(cè)完成后，重新安裝EPIRB，檢查EPIRB未被啟動(dòng)；
[0020](14)確認(rèn)保存有EPIRB的操作手冊(cè)。
[0021]其中(6)、(10)和(11)需要檢測(cè)儀才能完成。國(guó)外衛(wèi)星示位標(biāo)檢測(cè)儀產(chǎn)品，目前主要是英國(guó)IESM生產(chǎn)的ARG系列和挪威JOTRON公司生產(chǎn)的衛(wèi)星示位標(biāo)檢測(cè)儀。IESM產(chǎn)品由兩部分組成:信號(hào)接收處理單元和掌上PC機(jī)。其中電源部分采用9V小電池，正常讀碼2?3次就需要更換，并且無(wú)打印輸出口，通常的測(cè)試記錄無(wú)法打印保存。而JOTRON公司的產(chǎn)品則僅僅是一個(gè)讀碼設(shè)備，不能顯示接收頻率等其他信息，不具有與PC機(jī)通信和打印等功能。另外，使用國(guó)外產(chǎn)品存在年度校準(zhǔn)檢測(cè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，年檢和修理都需寄回原廠解決，增加了生產(chǎn)成本.影響了時(shí)效。目前，上述產(chǎn)品仍在國(guó)內(nèi)外的船舶檢驗(yàn)中占據(jù)著主流地位，在國(guó)內(nèi)還未有廠家正式生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種能夠檢測(cè)航海所用的應(yīng)急無(wú)線電示位標(biāo)的載波頻率，解析協(xié)議內(nèi)容并分析誤碼率、發(fā)射格式，測(cè)量應(yīng)急示位標(biāo)的短期中期頻率穩(wěn)定度等參數(shù)，判斷應(yīng)急無(wú)線電示位標(biāo)運(yùn)行狀態(tài)是否正常的檢測(cè)儀。
[0023]為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)目的，本發(fā)明的方案是:一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:由射頻信號(hào)處理模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、上位機(jī)通信模塊、按鍵控制模塊、電源模塊構(gòu)成，EPIRB檢測(cè)儀可以檢測(cè)EPIRB發(fā)射機(jī)的載波頻率、誤碼率、發(fā)射格式等基本參數(shù)，另外上位機(jī)通信端口，可將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)進(jìn)行顯示和頻率穩(wěn)定度的測(cè)量分析。
[0024]所述的一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:所述的EPIRB檢測(cè)儀以XC5VLX85T為數(shù)字信號(hào)處理模塊的核心，采用FFT粗略測(cè)頻，Costas環(huán)進(jìn)行高精確度載頻測(cè)量，正交解調(diào)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
[0025]所述的一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:所述的EPIRB檢測(cè)儀可以將測(cè)頻數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)，并由PC機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理從而得到EPIRB發(fā)射信號(hào)的頻率穩(wěn)定度。
[0026]所述的一種改進(jìn)的EPI RB檢測(cè)儀，其特征在于:所述的EPI RB檢測(cè)儀射頻部分由低噪聲射頻放大器ADL5523、集成鎖相環(huán)ADF4350作為本振、乘法器ADL5391作為混頻器組成，實(shí)現(xiàn)下變頻功能。
[0027]所述的一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:所述的EPIRB檢測(cè)儀還包括連接于數(shù)字信號(hào)處理模塊的按鍵控制模塊，可以對(duì)儀器參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)定。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖
[0029]圖2為本發(fā)明的電路圖
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0031]EPIRB檢測(cè)儀以XC5VLX85T為核心，系統(tǒng)由兩大部分組成。射頻部分由低噪聲放大器ADL5523、集成鎖相環(huán)ADF4350、乘法器ADL5391組成，實(shí)現(xiàn)下變頻功能。
[0032]射頻前端處理部分是后端處理的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。零中頻方案中存在直流漂移和鏡頻抑制等問(wèn)題。采用零中頻技術(shù)，需要接收機(jī)進(jìn)行正交解調(diào)，輸出1、Q兩路，然后分別采樣解調(diào)。兩個(gè)因素需要考慮，一是中頻頻率的選擇；二是采樣速率的選擇。中頻的選擇需要考慮信號(hào)的帶寬、處理器的速度、接收機(jī)混頻的鏡像抑制。接收到的信號(hào)帶寬約為800Hz，。由于EPIRB檢測(cè)儀工作距離近，靈敏度要求不高，鏡像頻率抑制等問(wèn)題。綜合考慮選用數(shù)字化中頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。
[0033]采樣速率分為過(guò)采樣和欠采樣。對(duì)一個(gè)帶通中頻信號(hào)的采樣可以是過(guò)采樣，也可以是欠采樣。中頻選擇為23kHz，中頻信號(hào)最高頻率不超過(guò)40kHz，采用過(guò)采樣能夠增加信噪比要求，同時(shí)還能降低抗混疊濾波器的要求。選擇采樣頻率為128kHz。
[0034]EPIRB在對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行信源編碼時(shí)，采用雙相曼徹斯特碼，調(diào)制方式為雙相L調(diào)制方式，其中數(shù)據(jù)“I”和“O”控制相位1.1±0.lrad。當(dāng)接收到的信號(hào)受到嚴(yán)重衰落時(shí)，提取出來(lái)的載波一般達(dá)不到要求，多普勒效應(yīng)等引起的頻偏環(huán)境更嚴(yán)重。數(shù)字相干解調(diào)法，由于正交解調(diào)法在一定程度上克服了這些弱點(diǎn)，因此，解調(diào)采用數(shù)字正交解調(diào)法。
[0035]EPIRB檢測(cè)儀在獲得解碼數(shù)據(jù)之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后通過(guò)上位機(jī)通信模塊將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)，由PC機(jī)通過(guò)阿侖方差的計(jì)算方法獲得應(yīng)急示位標(biāo)的短期、中期頻率穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:由射頻信號(hào)處理模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、上位機(jī)通信模塊、按鍵控制模塊、電源模塊構(gòu)成，EPIRB檢測(cè)儀可以檢測(cè)EPIRB發(fā)射機(jī)的載波頻率、誤碼率、發(fā)射格式等基本參數(shù)，另外上位機(jī)通信端口，可將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)進(jìn)行顯示和頻率穩(wěn)定度的測(cè)量分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:所述的EPIRB檢測(cè)儀以XC5VLX85T為數(shù)字信號(hào)處理模塊的核心，采用FFT粗略測(cè)頻，Costas環(huán)進(jìn)行高精確度載頻測(cè)量，正交解調(diào)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:所述的EPIRB檢測(cè)儀可以將測(cè)頻數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)，并由PC機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理從而得到EPIRB發(fā)射信號(hào)的頻率穩(wěn)定度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:所述的EPIRB檢測(cè)儀射頻部分由低噪聲射頻放大器ADL5523、集成鎖相環(huán)ADF4350作為本振、乘法器ADL5391作為混頻器組成，實(shí)現(xiàn)下變頻功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，其特征在于:所述的EPIRB檢測(cè)儀還包括連接于數(shù)字信號(hào)處理模塊的按鍵控制模塊，可以對(duì)儀器參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)定。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改進(jìn)的EPIRB檢測(cè)儀，由射頻信號(hào)處理模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、上位機(jī)通信模塊、按鍵控制模塊、電源模塊構(gòu)成。檢測(cè)儀系統(tǒng)可以檢測(cè)EPIRB發(fā)射機(jī)的載波頻率、解析協(xié)議內(nèi)容并分析誤碼率、發(fā)射格式。檢測(cè)儀為通過(guò)天線或同軸電纜接收EPIRB調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過(guò)LNA濾波和放大以后，與本地載波混頻，然后經(jīng)過(guò)帶通濾波器，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，采用正交解調(diào)方法獲得IQ兩路信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化中頻技術(shù)解調(diào)，經(jīng)過(guò)BCH譯碼以后，通過(guò)上位機(jī)通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至PC機(jī)，并由PC機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，得出頻率穩(wěn)定度這一重要的測(cè)量參數(shù)。本設(shè)計(jì)應(yīng)用在航海領(lǐng)域的EPIRB檢測(cè)領(lǐng)域，將有助于推動(dòng)航海事業(yè)的安全運(yùn)行。
【IPC分類(lèi)】H04B17-15
【公開(kāi)號(hào)】CN104683043
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310616251
【發(fā)明人】蘇暢, 梁昇溟, 張道亮
【申請(qǐng)人】哈爾濱飛羽科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月27日