无线电测向模拟系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种无线电测向模拟系统及方法，系统包括信标单元、测向及寻标单元，测向及寻标单元包括测向单元和寻标小车，测向单元通过驱动接口与寻标小车连接，寻标小车，用于搭载测向单元，并接收测向单元的驱使信号后行驶寻找信标单元，测向单元用于无线电测向和驱动寻标小车寻找信标单元，信标单元，用于发出、解除无线电信号以及碰撞报警。系统的测向实际为测向单元通过测向计算后自动驱使寻标小车寻找信标单元，代替了传统的人为调试测向寻标，考验学生的技术设计能力，适用于高等院校的无线电测向模拟教学、实验、训练、电子竞技等，本发明专利技术的应用和实施能够锻炼和培养学生的专业技术能力、创新能力、动手能力等。

Radio Direction Finding Analog System and Method

The invention provides a radio direction finding simulation system and method, which includes beacon unit, direction finding and labeling unit, direction finding and labeling unit including direction finding unit and labeling car, direction finding unit is connected with labeling car through driving interface, and labeling car is used for carrying direction finding unit, and receives driving signal of direction finding unit, then drives to search beacon unit, and direction finding unit is used for carrying direction finding unit. Radio Direction Finding and Driving Vehicle Search Beacon Unit, Beacon Unit, which is used to send, remove radio signals and collision alarm. The practical direction finding unit of the system is that the direction finding unit automatically drives the searching car to find the beacon unit after direction finding calculation, instead of the traditional man-made debugging direction finding unit, testing the technical design ability of the students, which is suitable for the radio direction finding simulation teaching, experiment, training and electronic competition in Colleges and universities. The application and implementation of the present invention can exercise and cultivate the students'professional and technical ability. Innovative ability, practical ability, etc.

【技术实现步骤摘要】
无线电测向模拟系统及方法
本专利技术涉及无线电测向竞技、教学、训练模拟技术，具体涉及一种用于无线电测向模拟的系统及方法。
技术介绍
无线电测向竞技是一项体育与科技结合的竞技活动，我国将无线电测向竞技纳入到体育课程中，其大致过程主要是：在旷野、山丘的丛林或近郊、公园等优美的自然环境中，事先隐藏好数个信标设备（信号源），发出规定的电台信号。参加者手持无线电测向机，测出隐蔽电台源的所在方向，采用徒步或奔跑方式，迅速、准确地逐个寻找出这些信号源，以在规定时间内，找满指定台数，用时少者为优胜。传统的无线电测向竞技偏向于体育运动，技术含量较低，不能满足对高端专业人才的培养需求，尤其对于我国的高等院校，迫切需要开展难度大、技术含量高的无线电测向电子竞技、教学活动。为此，我们需要研制出一种新型的无线电测向模拟系统，该系统适用于高等院校的科研实验、教学、训练、电子竞技，通过该系统搭建起集实践、创新、教学为一体的科技平台，最终达到锻炼和培养学生的专业技术能力、创新能力、动手能力的目的。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种无线电测向模拟系统及方法，用以为高等院校提供高技术含量的无线电测向电子竞技、教学活动。一种无线电测向模拟系统，包括信标单元、测向及寻标单元，所述测向及寻标单元包括测向单元和寻标小车，所述测向单元通过驱动接口与所述寻标小车连接，所述寻标小车，用于搭载所述测向单元，并接收所述测向单元的驱使信号后行驶寻找所述信标单元；所述测向单元用于无线电测向和驱动所述寻标小车寻找所述信标单元，包括双通道射频接收模块、中频模块、测距模块、测向红外接收模块、测向红外遥控器、测向显示屏，所述测向天线与所述双通道射频接收模块连接，所述双通道射频接收模块与所述中频模块连接，所述中频模块设置有驱动接口并分别与所述测距模块、测向显示屏、测向红外接收模块连接，所述测向红外接收模块与所述测向红外遥控器无线连接；所述信标单元，用于发出、解除无线电信号以及碰撞报警，包括声光报警模块、信标显示屏、脉冲频率源模块、中央处理器、振动传感器、霍尔传感器、信标红外接收模块、信标红外遥控器、发射天线，所述中央处理器分别与所述脉冲频率源模块、声光报警模块、振动传感器、霍尔传感器、信标红外接收模块和信标显示屏连接，所述脉冲频率源模块与所述发射天线连接，所述信标红外接收模块与所述信标红外遥控器无线连接。进一步地，所述测向天线包括第一测向天线和第二测向天线，所述中频模块包括FPGA、MCU和2个AD采样器。进一步地，所述声光报警模块包括LED和蜂鸣器。本专利技术提供的一种无线电测向模拟方法，包括以下步骤：第一步：对信标单元设定发射参数通过信标红外遥控器遥控设定发射参数，参数包括发射频率、信标摩尔斯码的设定，信标红外接收模块将接收的红外遥控信号转变成电信号，并将电信号送入中央处理器中进行解码；第二步：信标单元发出特定频率且调制有信标摩尔斯码的无线电信号中央处理器解析出字符电码与频率，然后设置脉冲频率源模块，使其输出特定频率且调制有信标摩尔斯码的基带信号，经增益调节、脉冲调制处理后转换成脉冲射频信号通过发射天线辐射出去；第三步：对测向单元设定接收参数，识别信标摩尔斯码，启动无线电测向通过测向红外遥控器遥控设定接收参数，参数包括接收频率范围、测向摩尔斯码，测向红外接收模块接收到红外遥控信号后，将红外信号转变成电信号，并将电信号送入MCU中进行解码，MCU解析出字符指令并将相应的接收参数设置到FPGA，再由FPGA设置双通道射频接收模块的工作参数，控制双通道射频接收模块接收设定频率范围内的射频信号，并经增益调节和变频后转换为中频信号，再将中频信号传输给AD采样器完成采样和数据处理，识别出来波信号中的信标摩尔斯码，若信标摩尔斯码与测向摩尔斯码一致，则发射该无线电信号的信标单元为寻找的目标信标单元，启动无线电测向，进一步测定其来波方向；反之，若信标摩尔斯码与测向摩尔斯码不一致，则放弃该信号，继续接收下一频点信号；第四步：启动并驱使寻标小车靠近信标单元将所述第三步中测定的来波方向同步到MCU，MCU根据来波方向，计算出寻标小车的需要转向的角度，通过驱动接口控制寻标小车对准信号的来波方向，然后驱动寻标小车靠近信标单元，并实时根据来波方向修正寻标小车的运动方向，使寻标小车始终朝向目标信标单元行驶；第五步：解除信标无线电信号寻标小车接近信标单元后，测距模块探测到寻标小车到信标单元的距离R，当R值达到限值，MCU控制寻标小车放慢速度，逐渐靠近信标单元，直至触发信标单元的霍尔传感器，信标单元收到寻标小车安全靠近的霍尔反馈信号后，关闭信号发射并通过声光报警模块发出信号解除的声光信号。进一步地，所述第四步中根据来波方向计算出寻标小车的需要转向的角度，具体计算公式如下：，，=；，；根据上述公式可得，；式中，为角速度，t为时间，为双通道射频接收模块中两通道接收信号的相位差，f为频率，d为第一测向天线和第二测向天线的间距，为第一测向天线到信标单元距离R1和第二测向天线到信标单元的距离R2的差值，为寻标小车寻标转向角度。进一步地，所述第五步中的R的限值范围10-50cm，优选30cm。特别地，若寻标小车与信标单元发生碰撞，则为解除信标无线电信号失败，信标单元将通过声光报警模块发出声光报警。本专利技术的有益效果在于：相对于传统的无线电测向竞技活动，本专利技术将寻标小车与测向单元相结合，利用测向单元驱使寻标小车寻找信标单元，代替人为运动和调试的测向寻标，是一种全新的无线电测向模拟系统，适用于新的无线电测向活动，例如无线电测向实验、教学、训练、电子竞技等。寻标小车寻标的快与慢、准确与否、成与败，与系统的程序设计效率、质量息息相关，本专利技术的应用和实施能够搭建起集实践、创新、教学为一体的科技平台，锻炼和培养学生的专业技术能力、创新能力、动手能力等，本专利技术在未来的无线电测向领域教学中将发挥到重要作用。附图说明图1，本专利技术信标单元的结构原理框图；图2，本专利技术测向及寻标单元的结构原理框图；图3，本专利技术方法流程图；图4，本专利技术测向天线与信标单元的角度关系图；图5，本专利技术信标红外遥控器的示意图；图6，本专利技术中信标显示屏在参数设置后的主界面显示图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述，如图1和图2，本专利技术无线电测向模拟系统，包括信标单元、测向及寻标单元，测向及寻标单元包括测向单元和寻标小车，测向单元通过驱动接口与寻标小车连接，寻标小车，用于搭载测向单元，并接收测向单元的驱使信号后行驶寻找信标单元。测向单元用于无线电测向和驱动寻标小车寻找信标单元，包括双通道射频接收模块、中频模块、测距模块、测向红外接收模块、测向红外遥控器以及测向显示屏，测向天线与双通道射频接收模块连接，双通道射频接收模块与中频模块连接，中频模块设置有驱动接口并分别与测距模块、测向显示屏、测向红外接收模块连接，测向红外接收模块与测向红外遥控器无线连接，测向红外遥控器用于遥控设置接收参数。测向天线包括第一测向天线和第二测向天线，因此，测向天线接收进两路信号，两路信号对应传送到双通道射频接收模块，中频模块包括FPGA、MCU和2个AD采样器，为接收双通道射频接收模块输入的2路信号，中频模块中须配置2个AD采样器，分别对两路信号作采样处理。信标单元，用于发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电测向模拟系统，其特征在于：包括信标单元、测向及寻标单元，所述测向及寻标单元包括测向单元和寻标小车，所述测向单元通过驱动接口与所述寻标小车连接；所述寻标小车，用于搭载所述测向单元，并接收所述测向单元的驱使信号后行驶寻找所述信标单元；所述测向单元用于无线电测向和驱动所述寻标小车寻找所述信标单元，包括双通道射频接收模块、测向天线、中频模块、测距模块、测向红外接收模块、测向红外遥控器、测向显示屏，所述测向天线与所述双通道射频接收模块连接，所述双通道射频接收模块与所述中频模块连接，所述中频模块设置有驱动接口并分别与所述测距模块、测向显示屏、测向红外接收模块连接，所述测向红外接收模块与所述测向红外遥控器无线连接；所述信标单元，用于发出、解除无线电信号以及碰撞报警，包括声光报警模块、信标显示屏、脉冲频率源模块、中央处理器、振动传感器、霍尔传感器、信标红外接收模块、信标红外遥控器、发射天线，所述中央处理器分别与所述脉冲频率源模块、声光报警模块、振动传感器、霍尔传感器、信标红外接收模块和信标显示屏连接，所述脉冲频率源模块与所述发射天线连接，所述信标红外接收模块与所述信标红外遥控器无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种无线电测向模拟系统，其特征在于：包括信标单元、测向及寻标单元，所述测向及寻标单元包括测向单元和寻标小车，所述测向单元通过驱动接口与所述寻标小车连接；所述寻标小车，用于搭载所述测向单元，并接收所述测向单元的驱使信号后行驶寻找所述信标单元；所述测向单元用于无线电测向和驱动所述寻标小车寻找所述信标单元，包括双通道射频接收模块、测向天线、中频模块、测距模块、测向红外接收模块、测向红外遥控器、测向显示屏，所述测向天线与所述双通道射频接收模块连接，所述双通道射频接收模块与所述中频模块连接，所述中频模块设置有驱动接口并分别与所述测距模块、测向显示屏、测向红外接收模块连接，所述测向红外接收模块与所述测向红外遥控器无线连接；所述信标单元，用于发出、解除无线电信号以及碰撞报警，包括声光报警模块、信标显示屏、脉冲频率源模块、中央处理器、振动传感器、霍尔传感器、信标红外接收模块、信标红外遥控器、发射天线，所述中央处理器分别与所述脉冲频率源模块、声光报警模块、振动传感器、霍尔传感器、信标红外接收模块和信标显示屏连接，所述脉冲频率源模块与所述发射天线连接，所述信标红外接收模块与所述信标红外遥控器无线连接。2.根据权利要求1所述的无线电测向模拟系统，其特征在于：所述测向天线包括第一测向天线和第二测向天线，所述中频模块包括FPGA、MCU和2个AD采样器。3.根据权利要求1或2所述的无线电测向模练系统，其特征在于：所述声光报警模块包括LED和蜂鸣器。4.一种无线电测向模拟方法，其特征在于：包括以下步骤第一步：对信标单元设定发射参数通过信标红外遥控器遥控设定发射参数，参数包括发射频率、信标摩尔斯码，信标红外接收模块将接收的红外遥控信号转变成电信号，并将电信号送入中央处理器中进行解码；第二步：信标单元发出特定频率且调制有信标摩尔斯码的无线电信号中央处理器解析出字符电码与频率，然后设置脉冲频率源模块，使其输出特定频率且调制有信标摩尔斯码的基带信号，经增益调节、脉冲调制处理后转换成脉冲射频信号通过发射天线辐射出去；第三步：对测向单元设定接收参数，识别信标摩尔斯码，启动无线电测向通过测向红外遥控器遥控设定接收参数，参...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰成林，吕盛，向春霞，
申请(专利权)人：成都众志天成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51