[发明专利]一种基于相控阵天线的时间式信标回收机及回收方法

说明书

本发明公开了一种基于相控阵天线的时间式信标回收机及回收方法，所述的信标回收机包括主控板，与主控板电连接并在其控制下工作的射频模块、相控阵天线、电子罗盘、全向天线、测时模块、显示屏和电源，其中射频模块和相控阵天线配合以便发射特定频率的电磁波，电子罗盘用于标定正北方向，全向天线用于发射和接收信号，电源为整个信标回收机供电。本发明所公开的信标回收机，不依赖天线阵列，只用两个天线，结构简单，适合在环境多变的甲板使用。本发明所公开的回收方法，采用时间式定位方法，只需测量两个时间值就可以实现定位，只要测时芯片精度高，就能保证定位精度，整体方法简单，适合嵌入式平台使用。

技术领域

本发明属于海洋探测信标回收领域，特别涉及该领域中的一种基于相控阵天线的时间式信标回收机及回收方法。

背景技术

随着陆地资源日益紧缺，人类再次将目光投向了占地球面积71%的海洋。21世纪，人类进入了大规模开发利用海洋的时期。为了探索海洋，各式各样的探测设备被陆续研制，投诸实践。这些设备或被投放深海进行探测，或漂浮海面搜集数据，在人类探知海洋的过程中，发挥重要作用。

由于深海洋流难测，海面波浪不定，海洋探测设备往往因此发生位置的不定向偏移。深海探测设备完成探测工作后，其浮出水面后所处的位置往往会偏离投放地的位置，这种位置的偏差会因洋流的作用而难以判定，偏差距离高达数公里，偏差方向更是未知。

传统的信标机采用GPS模块采集位置信息后通过电台发送出去，信标接收机接收到该数据后，根据自身的GPS数据进行计算，得出信标机的方位，实现对信标机的定位，其使用的电台模块不仅体积大，而且功耗高，定位方法完全依赖GPS。

时间式定位测角原理需要用到可以发射窄波束的定向天线，并要求该定向天线可以匀速扫描，机械式天线虽然能通过对天线结构的设计形成窄的方向特性，但快速扫描时的机械震动强烈，会引入转速等机械误差，同时主瓣波束往往不够尖锐，还容易受到副瓣干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种不依赖GPS技术的基于相控阵天线的时间式信标回收机及回收方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于相控阵天线的时间式信标回收机，其改进之处在于：所述的信标回收机包括主控板，与主控板电连接并在其控制下工作的射频模块、相控阵天线、电子罗盘、全向天线、测时模块、显示屏和电源，其中射频模块和相控阵天线配合以便发射特定频率的电磁波，电子罗盘用于标定正北方向，全向天线用于发射和接收信号，电源为整个信标回收机供电。

进一步的，所述的主控板是以单片机或微控制器为数据处理中心的控制电路。

进一步的，所述的射频模块可以产生可调信号。

进一步的，所述的相控阵天线为二维相控阵天线，阵元排列成长方形，可在水平方向以扇面快速扫描的形式发射窄波束信号。

进一步的，所述的显示屏是可以进行数据显示和图像绘制的串口屏。

进一步的，所述的电源为线性电源。

进一步的，所述信标回收机的电路部分置于防水防震的防护箱内。

一种基于相控阵天线的时间式信标回收方法，使用上述的信标回收机，其改进之处在于，包括如下步骤：

（1）信标回收机上电后，相控阵天线开始沿着水平方向作顺时针扇面扫描，发射的信号记为信号A，电子罗盘为信标回收机提供正北方向；

（2）当相控阵天线的主瓣指向正北时，测时模块开始计时，同时全向天线向外发射信号B；