一种基于偶极子天线的定位系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104360363 A (43)申请公布日 2015.02.18 CN 104360363 A (21)申请号 201410652181.6 (22)申请日 2014.11.18 G01S 19/42(2010.01) (71)申请人 无锡悟莘科技有限公司 地址 214135 江苏省无锡市新区太湖国际科 技园大学科技园 530 大厦 D501 室 (72)发明人 吴俨 时国坚 张军 孙继通 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 许方 (54) 发明名称 一种基于偶极子天线的定位系统 (57) 摘要 本发明公开了一种基于偶极子天线的定。

2、位系 统包括偶极子天线定位模块， 电源模块、 中心控制 模块、 存储管理模块、 存储模块、 显示模块、 通信模 块 ； 中心控制模块分别与偶极子天线定位模块、 电源模块、 存储管理模块相连， 存储管理模块还分 别与存储模块、 显示模块、 通信模块相连 ； 偶极子 天线定位模块接收北斗的位置信号， 并将信号送 入中心控制模块进行信号处理， 处理后的位置信 号发送到存储管理模块， 存储管理模块通过显示 模块对位置信息进行显示， 用户通过显示模块设 置偶极子天线定位模块的工作模式 ； 存储管理模 块将获得的位置信息发送给通信模块， 所述通信 模块将获得的位置信息通过以太网上传到远端 ； 电源模块通过。

3、中心控制模块为其他部分供电。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104360363 A CN 104360363 A 1/1 页 2 1. 一种基于偶极子天线的定位系统， 其特征在于 ： 包括偶极子天线定位模块， 电源模 块、 中心控制模块、 存储管理模块、 存储模块、 显示模块、 通信模块 ； 其中， 所述中心控制模块分别与偶极子天线定位模块、 电源模块、 存储管理模块相连， 所述存储管理模块还分别与存储模块、 显示模块、 通信模。

4、块相连 ； 偶极子天线定位模块接收北斗的位置信号， 并将信号送入中心控制模块进行信号处 理， 处理后的位置信号发送到存储管理模块， 存储管理模块通过显示模块对位置信息进行 显示， 用户通过显示模块设置偶极子天线定位模块的工作模式 ； 存储管理模块将获得的位 置信息发送给通信模块， 所述通信模块将获得的位置信息通过以太网上传到远端 ； 电源模块通过中心控制模块为其他部分供电 ； 所述偶极子天线定位模块中的偶极子天线包括四个偶极子， 其中， 每两个偶极子中心 对称设置 ； 每个所述偶极子包括两个辐射臂和巴伦， 每个辐射臂的一端与所述巴伦连接， 且 两个辐射臂之间具有夹角， 每个所述偶极子的辐射臂分。

5、别与相邻的偶极子的辐射臂交叠设 置。 2. 如权利要求 1 所述的一种基于偶极子天线的定位系统， 其特征在于 ： 所述中心控制 模块采用 FPGA 芯片。 3. 如权利要求 1 所述的一种基于偶极子天线的定位系统， 其特征在于 ： 所述电源模块 采用的芯片型号为 LM2576。 4. 如权利要求 3 所述的一种基于偶极子天线的定位系统， 其特征在于 ： 所述存储管理 模块采用的芯片为 74HC595。 5. 如权利要求 1 所述的一种基于偶极子天线的定位系统， 其特征在于 ： 所述通信模块 采用 W5100 网络芯片。 6. 如权利要求 1 所述的一种基于偶极子天线的定位系统， 其特征在于 ：。

6、 所述偶极子天 线定位模块包括偶极子天线和射频接收模块， 所述偶极子天线将接收的信号发送到射频接 收模块， 经过射频接收模块的放大、 滤波后进入中心控制模块。 权 利 要 求 书 CN 104360363 A 2 1/4 页 3 一种基于偶极子天线的定位系统 技术领域 0001 本发明公开了一种基于偶极子天线的定位系统， 属于信号处理技术领域。 背景技术 0002 北斗定位系统是 我国自主开发的全球定位系统， 目前北斗定位系统在轨运行卫 星已达 16 颗， 截止 2012 年 12 月 27 日， 我国的北斗定位系统空间信号接口控制文件 正式版已公 布， 北斗定位导航业务正式对亚太地区提供无源。

7、定位、 导航及授时服务。该系 统可为汽车、 客机和轮船等常用交通工具提供定位服务， 为精确制导武器提供定位导航 服 务， 其对我国军事国防事业摆脱对国外 GPS 系统依赖有着重要意义， 另外对农牧业、 渔业 生产也有着重要意义。 0003 专利号为 CN103869347A， 专利名称为一种北斗卫星导航定位系统， 该专利针对现 有技术中的定位速度和准确度问题进行改进， 提高定位系统的覆盖面和抗干扰能力， 但是 该专利并没有远程控制和远程数据传输功能， 没有自带的数据处理系统， 不能及时快速的 通知远端情况。 0004 专利号为 CN104105066A， 专利名称为基于北斗卫星的通信系统， 该。

8、专利指出了现 有技术中定位系统复杂不稳定的缺点， 也给出一定的解决方案， 但该解决方案过于理想化， 并没有给出具体的实现技术手段。 0005 同时， 现有技术中常用的信号调理电路普遍存在结构复杂， 功耗较大的问题， 需要 进一步改进。偶极子天线是目前最基本的天线形式， 具有全向辐射特性， 其结构简单、 造价 低廉， 广泛应用于各种各样的无线通信系统中。 但是普通偶极子天线的频带非常窄， 有些新 型的偶极子天线如双锥天线、 双偶极子天线等， 带宽是有明显的展宽， 但是其结构复杂， 占 用空间大， 不适应无线通信终端的小型化。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是 ： 针对现有技术的缺陷。

9、， 提供一种基于偶极子天线 的定位系统， 将偶极子天线与定位模块结合在一起， 偶极子天线的精确度比较高， 可有效的 提高定位系统的精确度 ； 同时该系统设有信号处理的模块， 对信号进行准确的分析， 并将定 位的信息进行显示， 更加直观， 另外设有通信模块， 具有远程通信功能， 可有效的数据传输 的效率。 0007 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案 ： 一种基于偶极子天线的定位系统， 包括偶极子天线定位模块， 电源模块、 中心控制模 块、 存储管理模块、 存储模块、 显示模块、 通信模块 ； 其中， 所述中心控制模块分别与偶极子天线定位模块、 电源模块、 存储管理模块相连， 所述存储管理。

10、模块还分别与存储模块、 显示模块、 通信模块相连 ； 偶极子天线定位模块接收北斗的位置信号， 并将信号送入中心控制模块进行信号处 理， 处理后的位置信号发送到存储管理模块， 存储管理模块通过显示模块对位置信息进行 说 明 书 CN 104360363 A 3 2/4 页 4 显示， 用户通过显示模块设置偶极子天线定位模块的工作模式 ； 存储管理模块将获得的位 置信息发送给通信模块， 所述通信模块将获得的位置信息通过以太网上传到远端 ； 电源模块通过中心控制模块为其他部分供电。 0008 所述偶极子天线定位模块中的偶极子天线包括四个偶极子， 其中， 每两个偶极子 中心对称设置 ； 每个所述偶极子。

11、包括两个辐射臂和巴伦， 每个辐射臂的一端与所述巴伦连 接， 且两个辐射臂之间具有夹角， 每个所述偶极子的辐射臂分别与相邻的偶极子的辐射臂 交叠设置。 0009 作为本发明的进一步优化方案， 所述中心控制模块采用 FPGA 芯片。 0010 作为本发明的进一步优化方案， 所述电源模块采用的芯片型号为 LM2576。 0011 作为本发明的进一步优化方案， 所述存储管理模块采用的芯片为 74HC595。 0012 作为本发明的进一步优化方案， 所述通信模块采用 W5100 网络芯片。 0013 作为本发明的进一步优化方案， 所述偶极子天线定位模块包括偶极子天线和射频 接收模块， 所述偶极子天线将接。

12、收的信号发送到射频接收模块， 经过射频接收模块的放大、 滤波后进入中心控制模块。 0014 本发明采用以上技术方案与现有技术相比， 具有以下技术效果 ： 本发明将偶极子 天线与定位模块结合在一起， 偶极子天线的精确度比较高， 可有效的提高定位系统的精确 度 ； 同时该系统设有信号处理的模块， 对信号进行准确的分析， 并将定位的信息进行显示， 更加直观， 另外设有通信模块， 具有远程通信功能， 可有效的数据传输的效率。 附图说明 0015 图 1 是本发明中偶极子天线的具体结构示意图。 0016 图 2 是本发明的电路模块连接示意图。 0017 具体实施方式 0018 下面详细描述本发明的实施方。

13、式， 所述实施方式的示例在附图中示出， 其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参 考附图描述的实施方式是示例性的， 仅用于解释本发明， 而不能解释为对本发明的限制。 0019 本技术领域技术人员可以理解的是， 本发明中涉及到的相关模块及其实现的功能 是在改进后的硬件及其构成的装置、 器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序 或有关协议就可实现， 并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。 例如， 改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特 定功能。 因此， 可以理解的是， 本发明的创新之处在于。

14、对现有技术中硬件模块的改进及其连 接组合关系， 而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。 0020 本技术领域技术人员可以理解的是， 本发明中提到的相关模块是用于执行本申请 中所述操作、 方法、 流程中的步骤、 措施、 方案中的一项或多项的硬件设备。 所述硬件设备可 以为所需的目的而专门设计和制造， 或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其 他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。 0021 本技术领域技术人员可以理解， 除非特意声明， 这里使用的单数形式 “一” 、“一 说 明 书 CN 104360363 A 4 3/4 页 5 个” 、。

15、“所述” 和 “该” 也可包括复数形式。应该进一步理解的是， 本发明的说明书中使用的措 辞 “包括” 是指存在所述特征、 整数、 步骤、 操作、 元件和 / 或组件， 但是并不排除存在或添加 一个或多个其他特征、 整数、 步骤、 操作、 元件、 组件和 / 或它们的组。应该理解， 当我们称元 件被 “连接” 或 “耦接” 到另一元件时， 它可以直接连接或耦接到其他元件， 或者也可以存在 中间元件。此外， 这里使用的 “连接” 或 “耦接” 可以包括无线连接或耦接。这里使用的措 辞 “和 / 或” 包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。 0022 本技术领域技术人员可以理解， 除非。

16、另外定义， 这里使用的所有术语 （包括技术术 语和科学术语） 具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该 理解的是， 诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意 义一致的意义， 并且除非像这里一样定义， 不会用理想化或过于正式的含义来解释。 0023 下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明 ： 本发明的电路模块连接示意图如图 2 所示， 一种基于偶极子天线的定位系统， 包括偶 极子天线定位模块， 电源模块、 中心控制模块、 存储管理模块、 存储模块、 显示模块、 通信模 块 ； 其中， 所述中心控制模块分别与偶极子天线定位模块、 电源模。

17、块、 存储管理模块相连， 所述存储管理模块还分别与存储模块、 显示模块、 通信模块相连 ； 偶极子天线定位模块接收北斗的位置信号， 并将信号送入中心控制模块进行信号处 理， 处理后的位置信号发送到存储管理模块， 存储管理模块通过显示模块对位置信息进行 显示， 用户通过显示模块设置偶极子天线定位模块的工作模式 ； 存储管理模块将获得的位 置信息发送给通信模块， 所述通信模块将获得的位置信息通过以太网上传到远端 ； 电源模块通过中心控制模块为其他部分供电。 0024 本发明中， 偶极子天线的具体结构如图 1 所示， 所述偶极子天线定位模块中的偶 极子天线包括四个偶极子， 其中， 每两个偶极子中心对。

18、称设置 ； 每个所述偶极子包括两个辐 射臂和巴伦， 每个辐射臂的一端与所述巴伦连接， 且两个辐射臂之间具有夹角， 每个所述偶 极子的辐射臂分别与相邻的偶极子的辐射臂交叠设置。 0025 作为本发明的进一步优化方案， 所述中心控制模块采用 FPGA 芯片。 0026 作为本发明的进一步优化方案， 所述电源模块采用的芯片型号为 LM2576。 0027 系统使用较为常见的 12V 电压作为总的电源输入， 经 LM2576 芯片得到 5V 电压作 为 DSP 模块和 TFT 液晶屏的电源， 5V 电压经 ASM1117 得到 3.3V 电压作为 ARM 模块和网络 部分以及 TF 卡的电源。 002。

19、8 作为本发明的进一步优化方案， 所述存储管理模块采用的芯片为 74HC595。 0029 作为本发明的进一步优化方案， 所述通信模块采用 W5100 网络芯片。通信模块可 将系统的定位信息发送到以太网上， 供远端的用户访问、 查询。 0030 作为本发明的进一步优化方案， 所述偶极子天线定位模块包括偶极子天线和射频 接收模块， 所述偶极子天线将接收的信号发送到射频接收模块， 经过射频接收模块的放大、 滤波后进入中心控制模块。 0031 所述显示模块采用 TFT 液晶屏， 可以做到高速度、 高亮度、 高对比度的显示屏幕信 息。FPGA 采用 FSMC 总线与显示模块进行通信， 完成对液晶屏的初。

20、始化和显示控制。 0032 偶极子天线定位模块使用北京和芯星通公司的 UM220 偶极子定位芯片， 其可同时 说 明 书 CN 104360363 A 5 4/4 页 6 支 BD2 B1、 GPS L1 两个频点， 输出数据方式为 USART， 数据协议为 NMEA0183， 默认通信波 特率为 9 600 bits-1， 并可根据用户需要自行设定最高支持波特率为 230 400 bits-1， 其输入 / 输出信号类型均为 LVTTL 电平。UM220 通过串口与 DSP 连接， DSP 通过串口完 成对北斗模块的配置， 并接收其定位信息。 0033 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细。

21、说明， 但是本发明并不限于上述实施 方式， 在本领域普通技术人员所具备的知识范围内， 还可以在不脱离本发明宗旨的前提下 做出各种变化。以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的 限制， 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的 技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动 或修饰为等同变化的等效实施例， 但凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术 实质， 在本发明的精神和原则之内， 对以上实施例所作的任何简单的修改、 等同替换与改进 等， 均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。 说 明 书 CN 104360363 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104360363 A 7 。