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专利名称：半自动无线电测向机的制作方法
技术领域：
本实用新型与便携式无线电监测装置有关，尤其与手持式无线电半自动测向装 置有关。
技术背景
无线电测向是依据无线电波传播特性，使用仪器设备测定来波方向的过程。测 定无线电来波方向的专用仪器设备，称为无线电测向机。无线电测向机广泛应用于 无线电监测、无线电侦查和业余无线电测向运动。
无线电测向机按自动化程度可分为全自动测向机、半自动测向机和手动测向机 三种。全自动测向机是指参数设置好以后，测向一旦开始，将会自动给出来波的示 向度，而不需要操作员参与的测向机；半自动测向机是指测向开始后，还需要操作 员参与部分工作，才能最终给出来波示向度的测向机；手动测向机是指需要操作员 测量不同方位的信号强度来判断来波方位的测向机。 一般而言，三种测向机的技术 指标、复杂程度和造价依上述次序递减，而便携程度依次递增。
现有的半自动测向技术，有以下两种-
一是利用电机旋转器转动定向天线，虽然能够解决高灵敏度、双极化和自动给 出来波示向度的问题，如德国ARGUS监测系统，通过绘制场强-方位极坐标图的办 法来实现测向。不便于携带，不适合手持使用，测向时效性也差。
二是采用l只电子罗盘，用于测量定向天线所处相对于磁北的方位角，如中国 200610026952. 6号专利申请所描述的具有定向功能的手持式测向设备和测向定位 方法。不能给出相对于操作员参考方向(如身体正前方)的方位角，也不能给出竖 直面上的倾斜角，不适合快速追踪测向
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种操作方便、高速快，功能多样的半自动无线电测 向机。
本实用新型是这样实现的
本实用新型半自动无线电测向机，定向天线1与天线座2连接，天线座2与天 线夹具18连接，天线夹具18位于天线适配器3的腔内，插销4通过插销定位孔17
和水平极化插孔15或垂直极化插孔16使天线适配器3与天线夹具18连接，天线 适配器3与主轴5固连，主轴5与天线旋转器8可转动连接，角度传感器23位于 天线旋转器8内，与旋转器外壳21固连，角度传感器23与角度传感器轴22可转 动连接，角度传感器轴22与主轴5固连，天线旋转器8与参考方向指示臂7固连， 天线座2有电缆与无线电接收机14连接，无线电接收机14、角度传感器23分别与 微处理器12连接，微处理器12与显示器11连接。 电子罗盘13与微处理器12连接。
主轴5与轴承20的内圈固连，天线旋转器8与轴承20外圈固连。 天线旋转器8有安装到三脚架9上的螺孔。 本实用新型具有如下功能
本实用新型采用微处理器12控制的1个角度传感器和1个电子罗盘，加上1 个手动天线旋转器，结合对无线电接收系统所测信号强度数据的处理，实现电波到 来方向和倾角的快速半自动测向。具有较高灵敏度.双极化、自动给出來波示向度、 时效性较好和便于携带的优点。本实用新型以角度传感器23实现旋转中定向天线1 的瞬时角度记录，取代以电机旋转器实现的笨重半自动测向和以人眼观测机械罗盘 与接收设备强度指示的手动测向。只需要人工转动天线，从而减轻重量和复杂程度， 并降低成本，适合手持和搬移使用，有利于工作效率的提高.，
本实用新型当手持使用时不必使用三脚架3;当临时架设起来守候监测时， 将天线旋转器8安装到三脚架9上。
采用角度传感器23来记录定向天线1所处的瞬时相对方向(相对于参考方向 指示臂7的方向)，又采用相对于参考方向指示臂7静止的电子罗盘13来测定参考 方向相对于地球的方向。从而以人工转动天线，用微处理器自动给出来波相对于操 作者(参考方向指示臂7)的示向度和相对于地球正北方(有磁偏角)的示向度。 如果仅仅用于测定相对方位，可以去掉电子罗盘13。
采用角度传感器轴22与定向天线1同角速度转动的角度传感器23来记录定向 天线l所处的瞬时角度，从而以人工转动天线，用微处理器自动给出来波的角度。
用来固定定向天线1及其天线座2的天线夹具18位于天线适配器3的腔内， 插销4通过插销定位孔17和水平极化插孔15或垂直极化插孔16与天线适配器3 连接，以适应不同线极化方式(水平极化、垂直极化)的无线电波。


图l为本实用新型结构图。
图2为天线适配器结构图。
图3为图1的A--A剖视图。 图4为图3.的B—B剖视图。 图5为电路框图。 图6为电路原理图。
图7为电波方位角测向时天线旋转示意图。 图8为电波倾角测向时天线旋转示意图。
具体实施方式
本实用新型由1个角度传感器、1个电子罗盘、1副(同一频段只需要1畐lj， 不同频段可更换天线)定向天线(及可用于旋转的把手和天线架)、l部无线电接收 机、1部微处理器(可以是转专门设计的处理器，也可以是带合适的接口、能够与 电子罗盘和无线电接收装置交换信息的通用电脑)、1部测向显示器(如果用了通用 电脑，可由其显示器替代)、若干射频电缆和控制电缆组成。
本实用新型所称的电子罗盘13，也称电磁罗盘、数字罗盘或电子指南针，指用
磁传感器(也称磁阻传感器)获取地磁方位信息从而指示方向的电子器件、电路�？� 或电子设备，带有与计算机通信的接口和信令，以北京新瑞恒泰科技开发有限公司
生产的CANG10型全自动校准电子罗盘为例。在靠近电子罗盘13的支承部分不能用 磁性材料。
本实用新型所称的角度传感器23，指用霍尔码盘、电容码盘、脉冲码盘、电磁 编码、光电编码、接触编码、感应同歩器等技术实现的数字式角度传感器，有与微 处理器进行数据通信的接口，以北京天辰欧创电子有限公司生产的DWQ360型角度 传感器为例。
本实用新型所称的定向天线1，指在水平面或垂直面的方向图具有明显方向性 的天线，包括加载偶极天线、对数周期天线、八木天线、喇叭天线、双脊天线等， 以HE200型手持式加载偶极天线为例。
本实用新型所称的无线电接收机14，指能够接收无线电信号并测量其强度的设 备，包括接收机、设备的接收单元、场强仪、频谱分析仪，以EB200型测试接收机 为例。
本实用新型所称的微处理器12，既可以是专门设计的微处理器系统(含键盘、 数据通信接口和显示器)，也可以是带合适的数据通信接口、能够与电子罗盘和无 线电接收装置交换信息的通用微型便携式电脑，以ARM7/9为例。
1、天线的安装
在定向天线1和天线座2分离时，将天线座2连接天线的一端插入天线夹具18
的天线夹槽19中，将定向天线l插入天线座2并锁紧。
2、 天线极化方式的切换
通过过转动天线适配器3内部的天线夹具18，可改变天线的极化方式当水平 极化插孔15正对插销定位孔17时，插入插销4，天线处于水平极化方式；当垂直 极化插孔16正对插销定位孔17时，插入插销4，天线处于垂直极化方式。
3、 电波到达方位角的手持式半自动测向
将定向天线1和天线座2按需要的极化方式固定在天线适配器3上，不用三脚 架9，连接好系统并开机，手持天线旋转器8，使主轴5垂直于地面，将电子罗盘 13参考方向对参考方向指示臂7所指方向(如果需要给出相对于正北的示向度，否 则可省略此歩)，操作员--只手握住旋转器外壳21或者参考方向指示臂7，另一只 手握住主轴5或拨动主轴旋转辅助柄6并转动。通过转动主轴5，带动定向X线1、 天线座2和角度传感器轴22以相同的角速度旋转，微处理器12同时(或时间间隔 很短，以至于可以近似地认为同时)采集来自无线电接收设备14 (通过方向性天线 接收)的无线电信号强度信息Ei，來自角度传感器23的、指示定向天线1和天线 座2所处相对于参考方向指示臂7的方位角0 i，来自电子罗盘13的、指示参考方 向指示臂7正前方所处相对于磁北的方位角e。，按照比幅算法，计算无线电信号來 波相对于参考方向指示臂7正前方的方位角^，或相对于正北方的6a。特别适合 手持式水平面移动用途。在无任何先念知识(不知来波的大致方向)时全向(360度)i 转，以便确定大方向；在沿既定方向跟踪定位时，既可全向转，又可在一个扇面范 围内转。天线转动方式如图7所示。
er= f ( 0 i， Ei)
f代表获得示向度的算法。
比幅算法，对强信号采用小音点取向法，对弱信号采用大音点取向法；也可同 时给出几种取向法得出的结果；还可同时给出场强-方位极坐标图以便人工辅助判 断或计算机模式识别。
4、 电波到达倾角的手持式半自动测向
将定向天线1和天线座2按需要的极化方式固定在天线适配器3上，不用三脚 架9，连接好系统并开机，手持天线旋转器8,使主轴5平行于地面，操作员-一只 手握住旋转器外壳21或者参考方向指示臂7，另一只手握住主轴5或拨动主轴旋转 辅助柄6并转动。通过转动主轴5，带动定向天线l、天线座2和角度传感器轴22 以相同的角速度旋转，微处理器12同时(或时间间隔很短，以至于可以近似地认
为同时)采集来自无线电接收设备14 (通过方向性天线接收)的无线电信号强度信 息Ei，来自角度传感器23的、指示定向天线1和天线座2所处相对于参考方向指 示臂7的仰角0 i，按照比幅算法，计算无线电信号来波相对于参考方向指示臂7正 前方的仰角e"特别适合手持式垂直面移动用途(如在多层建筑物内或在山腰)。 在无任何先念知识(不知来波的大致方向)时全向(竖直面360度)转，以便确定大 方向；在沿既定方向跟踪定位时，既可全向转，又可在一个扇面范围内转。天线转 动方式如图8。
5、电波到达方位角的搬移式半自动测向
将定向天线1和天线座2按需要的极化方式固定在天线适配器3上，将天线旋 转器8垂直于地面地固定在三脚架9上，将电子罗盘13参考方向对参考方向指示 臂7所指万向(如果需萝给出相对于正北的示向度，否则可省略此步)，连接好系 统并开机，操作员用手握住主轴5或拨动主轴旋转辅助柄6并转动。其余步骤同"电 波到达方位角的手持式半自动测向"。天线转动方式如图l所示。
权利要求1、半自动无线电测向机，其特征在于定向天线(1)与天线座(2)连接，天线座(2)与天线夹具(18)连接，天线夹具(18)位于天线适配器(3)的腔内，插销(4)通过插销定位孔(17)和水平极化插孔(15)或垂直极化插孔(16)使天线适配器(3)与天线夹具(18)连接，天线适配器(3)与主轴(5)固连，主轴(5)与天线旋转器(8)可转动连接，角度传感器(23)位于天线旋转器(8)内，与旋转器外壳(21)固连，角度传感器(23)与角度传感器轴(22)可转动连接，角度传感器轴(22)与主轴(5)固连，天线旋转器(8)与参考方向指示臂(7)固连，天线座(2)有电缆与无线电接收机(14)连接，无线电接收机(14)、角度传感器(23)分别与微处理器(12)连接，微处理器(12)与显示器(11)连接。
2、 根据权利要求1所述的半自动无线电测向机，其特征在于电子罗盘(13) 与微处理器(12)连接。
3、 根据权利要求1或2所述的半自动无线电测向机，其特征在于主轴(5)与 轴承(20)的内圈固连，天线旋转器(8)与轴承(20).外圈固连。
4、 根据权利要求1或2所述的半自动无线电测向机，其特征在于天线旋转器 (8)有安装到三脚架(9)上的螺孔。
专利摘要本实用新型为半自动无线电测向机，解决已有半自动无线电测向机功能单一，不适合快速跟踪测向的问题。半自动无线电测向机，其特征在于定向天线(1)与天线座(2)连接，天线座(2)与天线夹具(18)连接，天线夹具(18)位于天线适配器(3)的腔内，插销(4)通过插销定位孔(17)和水平极化插孔(15)或垂直极化插孔(16)使天线适配器(3)与天线夹具(18)连接，天线适配器(3)与主轴(5)固连，主轴(5)与天线旋转器(8)可转动连接，角度传感器(23)位于天线旋转器(8)内，与旋转器外壳(21)固连，角度传感器(23)与角度传感器轴(22)可转动连接，角度传感器轴(22)与主轴(5)固连，天线旋转器(8)与参考方向指示臂(7)固连，天线座(2)有电缆与无线电接收机(14)连接，无线电接收机(14)、角度传感器(23)分别与微处理器(12)连接，微处理器(12)与显示器(11)连接。
文档编号G01C17/00GK201191319SQ200820063420
公开日2009年2月4日 申请日期2008年5月15日 优先权日2008年5月15日
发明者马方立 申请人:马方立