一種便攜式微波導航儀的制作方法
【專利摘要】本發明的便攜式微波導航儀包括收發天線陣列、主控單元、微波測距測速單元、聯合定位單元、行進方向校正單元、自干擾抑制單元、3D陀螺單元、藍牙通信單元、云數據服務單元以及供電單元，通過采用雙定位系統聯合定位，同時對行進方向進行實時校正，最大程度的抑制了自系統干擾，結構簡單，功耗低，保證了導航裝置的精度和效率。
【專利說明】-種便攜式微波導航儀
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微波通信領域，尤其涉及一種便攜式微波導航儀。
【背景技術】
[0002] 隨著微波通信、雷達等系統的發展，基于微波通信技術的導航設備也越來越豐富， 然而現有微波導航儀的定位和導航一般都選用GPS，形式比較單一，受環境影響也比較大， 如果行進于茂密森林或城市密集建筑物遮蔽處時，就無法使用GI^完成定位，也就無法實 時完成導航任務。
[0003] 鑒于W上問題，新一代導航設備推出了GI^雙系統或多系統聯合定位，但是，其在 硬件實現上比較復雜，自系統干擾比較嚴重，功耗也較大，嚴重影響了定位和導航精度。
[0004]此外，現有的導航設備受接收信號微弱、噪聲干擾等影響，對導航設備的行進方向 或路線不能及時做出更新或校正，從而導致定位W及導航精度下降。
[0005] 因此，有必要針對現有技術中的上述缺陷重新設計一種便攜式微波導航儀。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是通過W下技術方案實現的。
[0007]根據本發明的實施方式，提出一種便攜式微波導航儀，所述導航儀包括收發天線 陣列、主控單元、微波測距測速單元、聯合定位單元、行進方向校正單元、自干擾抑制單元、 3D巧螺單元、藍牙通信單元、云數據服務單元W及供電單元；
[0008] 所述收發天線陣列用于定位導航信號的發射和接收；所述自干擾抑制單元用于微 波導航儀自干擾的抑制消除；所述微波測距測速單元用于前方目標的距離W及前方目標的 速度進行測算；所述聯合定位單元用于對微波導航儀進行聯合定位；所述行進方向校正單 元用于對微波導航儀的行進方向進行實時更新；所述3D巧螺單元用于獲取微波導航儀的 傾斜或加速度信息；所述藍牙通信單元用于與采用藍牙通信技術的外設設備進行通信；所 述云數據服務單元用于微波導航儀接收或更新導航數據；所述主控單元用于根據指令對上 述各單元進行控制；W及所述供電單元用于為導航儀的各個單元供電。
[0009]根據本發明的實施方式，所述自干擾抑制單元由RF放大單元、直流恢復單元、損 耗器單元和低通濾波器單元組成；所述RF放大單元的信號輸出端依次與直流恢復單元、損 耗器單元和低通濾波器單元串聯在一起。
[0010] 根據本發明的實施方式，所述微波測距測速單元具體包括依次連接的微波信號發 射模塊、回波信號接收模塊、回波信號匹配模塊、速度計算模塊W及目標距離計算模塊。
[0011] 所述微波信號發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 述發射模塊用于產生線性持續雷達波調制信號，依次經增益緩沖跟隨器、功率放大器放大 后，再經收發天線陣列發射出去；
[0012] 所述相位鎖定回路包括；相頻檢測器、開關電容式電壓變換器、回環濾波器、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 整數分頻的第五分頻器W及AE調制器，其中，所述相頻檢測器、開關電容式電壓變換器、 回環濾波器、電壓控制振蕩器W及五個分頻器依次串接成環狀，所述相頻檢測器的第一輸 入端輸入參考頻率信號，第二輸入端則與第五分頻器分頻后的分頻信號輸出端相連，所述 第五分頻器的分頻控制信號輸入端與AE調制器的調制信號輸出端相連，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，用于將產生的線 性持續雷達波調制信號進行功率放大，再通過發射天線發射出去；
[0014] 所述回波信號接收模塊用于接收返回的微波信號，所述返回的微波信號首先經自 干擾抑制單元進行干擾抑制后再輸入回波信號接收模塊，所述回波信號接收模塊具體包括 前端混頻器、前置中頻放大器、基帶變頻器W及數模轉換器。
[0015] 所述回波信號匹配模塊用于提取有效的目標信號；
[0016] 所述速度計算模塊根據如下公式計算前方目標的實時速度：
【權利要求】
1. 一種便攜式微波導航儀，所述導航儀包括收發天線陣列、主控單元、微波測距測速單 元、聯合定位單元、行進方向校正單元、自干擾抑制單元、3D陀螺單元、藍牙通信單元、云數 據服務單元以及供電單元； 所述收發天線陣列用于定位導航信號的發射和接收；所述自干擾抑制單元用于微波導 航儀自干擾的抑制消除；所述微波測距測速單元用于前方目標的距離以及前方目標的速度 進行測算；所述聯合定位單元用于對微波導航儀進行聯合定位；所述行進方向校正單元用 于對微波導航儀的行進方向進行實時更新；所述3D陀螺單元用于獲取微波導航儀的傾斜 或加速度信息；所述藍牙通信單元用于與采用藍牙通信技術的外設設備進行通信；所述云 數據服務單元用于微波導航儀接收或更新導航數據；所述主控單元用于根據指令對上述各 單元進行控制；以及所述供電單元用于為導航儀的各個單元供電。
2. -種如權利要求1所述的導航儀，所述自干擾抑制單元由RF放大單元、直流恢復單 元、損耗器單元和低通濾波器單元組成；所述RF放大單元的信號輸出端依次與直流恢復單 元、損耗器單元和低通濾波器單元串聯在一起。
3. -種如權利要求1所述的導航儀，所述微波測距測速單元具體包括依次連接的微波 信號發射模塊、回波信號接收模塊、回波信號匹配模塊、速度計算模塊以及目標距離計算模 塊； 所述微波信號發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 射模塊用于產生線性持續雷達波調制信號，依次經增益緩沖跟隨器、功率放大器放大后，再 經收發天線陣列發射出去； 所述相位鎖定回路包括：相頻檢測器、開關電容式電壓變換器、回環濾波器、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 分頻的第五分頻器以及AE調制器，其中，所述相頻檢測器、開關電容式電壓變換器、回環 濾波器、電壓控制振蕩器以及五個分頻器依次串接成環狀，所述相頻檢測器的第一輸入端 輸入參考頻率信號，第二輸入端則與第五分頻器分頻后的分頻信號輸出端相連，所述第五 分頻器的分頻控制信號輸入端與AE調制器的調制信號輸出端相連，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，用于將產生的線性持 續雷達波調制信號進行功率放大，再通過發射天線發射出去； 所述回波信號接收模塊用于接收返回的微波信號，所述返回的微波信號首先經自干擾 抑制單元進行干擾抑制后再輸入回波信號接收模塊，所述回波信號接收模塊具體包括前端 混頻器、前置中頻放大器、基帶變頻器以及數模轉換器； 所述回波信號匹配模塊用于提取有效的目標信號； 所述速度計算模塊根據如下公式計算前方目標的實時速度：
其中，C為光速，fO為發射信號的載波中心頻率，B為發射的調制三角波信號帶寬。T為 發射的調制三角波信號周期，f+為周期為T的調制三角波上掃頻段頻譜峰值頻率，f-為周 期為T的調制三角波下掃頻段頻譜峰值頻率。
4. 一種如權利要求1所述的導航儀，所述聯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模塊、旋轉角度 計算模塊、海拔測量模塊以及3D加速度測量模塊； 當定位微處理器判斷可以接收GPS信號時，第一定位模塊根據接收的衛星定位數據計 算得到定位目標的位置信息； 當采用第一定位模塊獲取定位目標的位置信息和軌跡信息時，GPS信號突然不可用時， 定位微處理器通過定位模式選擇模塊啟動第二定位模塊，所述第二定位模塊根據第一定位 模塊最后獲得的位置信息，繼續獲取定位目標的立體空間位置信息。
5. -種如權利要求1所述的導航儀，所述行進方向校正單元具體包括閾值設定模塊、 行進狀態判斷模塊、行進360度判斷模塊、以及行進方向更新模塊。
6. -種如權利要求1所述的導航儀，所述3D陀螺單元用于獲取微波導航儀的傾斜信 息；所述傾斜和加速度信息用于識別微波導航儀攜帶者的摔倒等緊急狀態變化。
7. -種如權利要求1所述的導航儀，所述藍牙通信單元用于與采用藍牙通信技術的藍 牙耳機進行通信，通過所述藍牙通信單元將導航語音信息發送至藍牙耳機，以便導航儀攜 帶者進行收聽。
8. -種如權利要求1所述的導航儀，所述云數據服務單元用于微波導航儀周期性的接 收或更新導航數據。
9. 一種如權利要求1所述的導航儀，所述收發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構相同，均具有接收和發送功能，二者中間由隔 離連接器連接并形成互耦隔離，二者結構關于隔離連接器對稱。
【文檔編號】G01S19/45GK104359475SQ201410624164
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】張洪軍, 廖云龍, 趙永亮 申請人:成都銳新科技有限公司