专利名称：机载搜索机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海上应急救援使用的机载搜索机。
背景技术：
按照国际海事组织及我国海事局有关规定，海船上大多安装有VHF电台、海事无线电话、GPS定位系统以及卫星船站等通信救援设备。事故发生时，船只可以通过这些设备向搜救部门求救。但船员落水后，在水流的作用下，将漂离失事地点。由于落水船员基本无个人用通讯或示位设备，因此当救援人员赶到失事地点能很快发现失事船只，却很难确定落水船员的具体方位。目前，搜救人员的救援手段落后，只能通过分析失事区域的水流情况，推断船只上落水人员可能漂流到的位置；通过摄像系统、照明系统和红外夜视系统搜寻海面，进行拉网式查找。在沿海岛礁较多区域，岛礁环流复杂多变，难以推测落水者的方位； 恶劣气候条件下，搜救更为困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种机载搜索机，其装置在搜救船或搜救飞机上，通过对周边信标机信号进行无线电测向定位，帮助搜救人员确定遇难用户位置；因此，能够加快搜救进程，提高定点救援的成功概率。为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种机载搜索机，其接收在其周边的信标机发出的无线电信号，并设置有分别根据该信号给出所述信标机相对距离及方向的两组信号处理模块；
其中，给出信标机方向的模块，包含
测向天线阵，其包含按设计分布位置组成阵列的多个接收天线，其对应接收信标机发出的频率相匹配的无线电信号；
天线信号处理模块，其将所述测向天线阵中各个接收天线获得的多路信号，通过开关切换合成一路信号，并进行滤波放大处理；
混频放大模块，其将所述天线信号处理模块输出的一路合成信号转换到一设定的频率，并在全信号范围内将该信号放大到一设定的输出幅度；
测向数据处理模块，其对混频放大模块输出的信号进行分时采样，并将其恢复成测向天线阵上各个天线接收到的多路信号，并计算所述多路信号的相位差，进而给出发射该信号的信标机与所述搜索机的相对方向。所述搜索机中给出信标机相对距离的模块，包含
通信天线，其接收信标机发出的频率相匹配的无线电信号；
滤波放大模块，接收所述通信天线输出的信号，对其中的干扰信号进行滤除，并对所需要的无线电信号进行放大；
信号解调模块，对滤波放大模块输出的信号进行解调，判断该信号是否是由信标机所发射的；信号检测模块，对滤波放大模块输出的信号进行信号大小检测，估算发出该信号的信标机与所述搜索机的相对距离。所述搜索机中还包含系统控制模块，其分别接收所述信号解调模块、信号检测模块和测向数据处理模块发送的信号数据，对整个搜索机的工作状态进行控制。所述搜索机中还包含显示模块，其与系统控制模块连接，将表示信标机方位和距离的信息，直观显示在液晶显示器上。所述搜索机中还包含蜂鸣器，其与所述系统控制模块连接，根据接收信标机信号的情况，发出不同声音，提醒搜救人员注意。所述搜索机中还包含电源模块，其将220V交流电转化为+12V和+5V的直流稳压电源，为整个搜索机供电。所述搜索机设置在前往事故地点救援的搜救船或飞机上。与现有技术相比，装配了本发明所述机载搜索机的救援船或飞机前往事故地点救援时，可以沿途自动搜索半径5公里以上海域内信标机发射的无线电信号；该搜索机通过无线电定位技术，能够获知附近海域内携带该信标机的遇难用户，相对该救援船或飞机的方位及大致距离，并将搜索结果输出在显示器上，配以蜂鸣声提醒，帮助搜救人员实施定点营救。
图1是本发明所述机载搜索机的总体结构示意图。
具体实施例方式以下结合
本发明的具体实施方式
。本发明所述机载搜索机是海上无线电救援系统的船载部分，可装备在前往事故地点救援的搜救船或搜救直升机上，对遇难用户携带的信标机发出的无线电信号进行侦听、 发现、通信和定位，并将遇难用户的方向、距离信息输出在显示器上，并配以蜂鸣声的提醒， 指引搜救人员有针对性地实施营救。如图1所示，所述机载搜索机中，设置有通信天线11，其接收信标机发出的 121. 5MHz无线电信号，并发送至后续的滤波放大模块12 ；由所述滤波放大模块12滤除其中的干扰信号，并对所需的无线电信号进行放大，以便后级模块解调。信号解调模块13与所述滤波放大模块12的输出端连接，对搜索机接收的信号进行解调，判断该信号是否是信标机发射的信号；如果是信标机信号，由所述信号检测模块 14，对滤波放大模块12的输出进行信号大小检测，根据接收信号的大小与相对距离的对应关系的算法，估算发出该信号的信标机与所述搜索机的相对距离。所述对应关系可以是靠多次外场试验测试得到。所述机载搜索机中，还设置有测向天线阵21，其包含按设计分布位置组成阵列的多个接收天线，其对应接收信标机发射的121. 5MHz的无线电信号，供后级模块测向使用。天线信号处理模块22，将所述测向天线阵21中各个接收天线获得的多路信号，通过开关切换合成一路信号，并进行滤波放大处理。之后，混频放大模块23将合成的一路信号转换到某一固定的频率，并在全信号范围内将该接收信号放大到某一固定输出幅度，以便后级模块采样计算。测向数据处理模块M对混频放大模块23输出的信号进行分时采样，并将其恢复成测向天线阵21上接收到的多路信号，并以此计算测向天线阵21上各个天线接收信号的相位差。根据各个天线的相对位置关系与所述相位差等数据，计算得到发射该信号的信标机的相对方向。系统控制模块30，其分别接收上述信号解调模块13、信号检测模块14和测向数据处理模块M发送的信号数据，并分别连接一显示模块40和一蜂鸣器50。所述系统控制模块30对整个搜索机的工作状态进行控制，包含天线切换、显示控制声音控制、数据处理和存储等。所述显示模块40将系统控制模块30送来的信标机方位和距离信息通过处理，以特定的方式显示在液晶显示器上，直观表示了信标机的相对位置信息。所述蜂鸣器50根据接收信标机信号的情况，发出不同声音，提醒搜救人员注意。一电源模块60，将220V交流电向直流电转化，为整个搜索机的系统工作提供+12V 和+5V的直流稳压电源。上述搜索机中，所述混频放大模块23，可以使用motorola、mini等公司的专用芯片，包含放大器MBC13916、MAR-6SM、ERA-8SM，和混频器ADE-I完成；所述信号检测模块14 与信号解调模块13，可以使用AD公司专用芯片ADF7020-1 ；所述测向数据处理模块M，可以使用 A/D 专用芯片 AD9432BSQ-105，FPGA 芯片 EP3C16Q240，DSP 芯片 TMS320DM642-600A 实现；所述显示模块40使用ARM驱动液晶屏完成，电源模块60由ARCH公司专用AC-DC电源模块60完成。综上所述，装配本发明所述机载搜索机的救援船或飞机前往事故地点救援时，可以沿途自动搜索半径5公里以上海域内信标机发射的无线电信号；该搜索机通过无线电定位技术，能够获知附近海域内携带该信标机的遇难用户，相对该救援船或飞机的方位及大致距离，并将搜索结果输出在显示器上，配以蜂鸣声提醒，帮助搜救人员实施定点营救。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种机载搜索机，其特征在于，该搜索机接收在其周边的信标机发出的无线电信号， 并设置有分别根据该信号给出所述信标机相对距离及方向的两组信号处理模块；其中，给出信标机方向的模块，包含测向天线阵(21)，其包含按设计分布位置组成阵列的多个接收天线，其对应接收信标机发出的频率相匹配的无线电信号；天线信号处理模块(22)，其将所述测向天线阵(21)中各个接收天线获得的多路信号， 通过开关切换合成一路信号，并进行滤波放大处理；混频放大模块(23)，其将所述天线信号处理模块(22)输出的一路合成信号转换到一设定的频率，并在全信号范围内将该信号放大到一设定的输出幅度；测向数据处理模块(24)，其对混频放大模块(23)输出的信号进行分时采样，并将其恢复成测向天线阵(21)上各个天线接收到的多路信号，并计算所述多路信号的相位差，进而给出发射该信号的信标机与所述搜索机的相对方向。
2.如权利要求1所述机载搜索机，其特征在于，其中给出信标机相对距离的模块，包含通信天线(11 )，其接收信标机发出的频率相匹配的无线电信号； 滤波放大模块(12)，接收所述通信天线(11)输出的信号，对其中的干扰信号进行滤除，并对所需要的无线电信号进行放大；信号解调模块(13)，对滤波放大模块(12)输出的信号进行解调，判断该信号是否是由信标机所发射的；信号检测模块(14)，对滤波放大模块(12)输出的信号进行信号大小检测，估算发出该信号的信标机与所述搜索机的相对距离。
3.如权利要求2所述机载搜索机，其特征在于，所述搜索机中还包含系统控制模块(30)，其分别接收所述信号解调模块(13)、信号检测模块(14)和测向数据处理模块(24)发送的信号数据，对整个搜索机的工作状态进行控制。
4.如权利要求3所述机载搜索机，其特征在于，所述搜索机中还包含显示模块(40)，其与系统控制模块(30)连接，将表示信标机方位和距离的信息，直观显示在液晶显示器上。
5.如权利要求4所述机载搜索机，其特征在于，所述搜索机中还包含蜂鸣器(50)，其与所述系统控制模块(30)连接，根据接收信标机信号的情况，发出不同声音，提醒搜救人员注意。
6.如权利要求5所述机载搜索机，其特征在于，所述搜索机中还包含电源模块(60)，其将220V交流电转化为+12V和+5V的直流稳压电源，为整个搜索机供H1^ ο
7.如权利要求6所述机载搜索机，其特征在于，所述搜索机设置在前往事故地点救援的搜救船或飞机上。
全文摘要
一种机载搜索机，通过测向天线阵的多个接收天线接收其周边的信标机发出的无线电信号，再由天线信号处理模块将接收的多路信号，合成一路信号并进行滤波放大处理；再由混频放大模块将合成信号转换到设定频率，和设定的输出幅度后，由测向数据处理模块分时采样，根据多路信号的相位差，计算给出发射该信号的信标机与所述搜索机的相对方向。本发明还另外通过通信天线、滤波放大模块、信号解调模块及信号检测模块，对信标机信号接收并解调，并估算发出该信号的信标机与所述搜索机的相对距离。装配本发明搜索机的救援船或飞机，对周边信标机进行无线电测向定位，确认携带该信标机的落水者位置，帮助搜救人员实施定点营救。
文档编号G01S1/02GK102419429SQ20111026941
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者严鹏, 李伟, 顾虹 申请人:上海无线电设备研究所