CN116193553B - 一种移动低功耗控守监测***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动低功耗控守监测***及方法，包括移动组件，所述移动组件上安装有一个转台天线和多个半固定天线，所述转台天线包括与移动组件连接的底座，所述底座上设置有摇摆机构，所述摇摆机构通过俯仰机构与雷达连接，所述半固定天线包括与移动组件连接的底座，所述底座通过俯仰机构与雷达连接。其通过转台天线和半固定天线配合使用，分工合作，利用转台天线实现对异常信号的捕获，而利用半转台天线实现对信号的监测；同时转台天线在进行扫描时，除了第一次是全空间、全方位的扫描，其余的扫描范围都基于上一次的扫描结果确定，减少了扫描范围，提高了扫描帧率，相比于全部都采用转台式天线，降低了功耗。

Description

一种移动低功耗控守监测***及方法

技术领域

本发明涉及无线电监守技术领域，尤其是一种移动低功耗控守监测***及方法。

背景技术

为了安全可靠的使用无线电，必要时需要对无线电进行监守，以判定在某些区域或范围内是否合法合理的使用无线电、以及是否存在非法的无线电设备。常见的无线电监守设备包括有固定式的和移动式的。固定式的包括有无线电监测站，移动式的包括有车载式移动监测平台。

在移动式车载监测中，由于车载平台的空间有限，同时也受限于电源供电的影响。因此设计一种移动式的低功耗的控守监测***是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述现有技术问题，本发明提供了一种移动低功耗控守监测***，包括：移动组件，所述移动组件上安装有一个转台天线和多个半固定天线，所述转台天线包括与移动组件连接的底座，所述底座上设置有摇摆机构，所述摇摆机构通过俯仰机构与雷达连接，所述半固定天线包括与移动组件连接的底座，所述底座通过俯仰机构与雷达连接。

进一步的，所述底座为转动盘，所述转动盘驱动连接有伺服电机，所述半固定天线有四个，四个所述半固定天线均布在转台天线四周。

进一步的，所述摇摆机构包括摇摆壳体，所述摇摆壳体通过旋转轴与底座转动连接，所述摇摆壳体内设置有第一涡轮、与摇摆壳体固定连接的第一电机，所述第一涡轮通过第一涡轮轴与摇摆壳体转动连接，所述第一电机的输出轴通过第一蜗杆与第一涡轮啮合，所述第一涡轮轴通过四连杆组件与旋转轴转动连接。

进一步的，所述四连杆组件包括与摇摆壳体固定连接的固定连杆，所述固定连杆一端转动连接有第一连杆一端和第一涡轮轴，所述第一连杆另一端转动连接有活动连杆固定端，所述固定连杆另一端转动连接有第二连杆一端，所述第二连杆另一端与所述活动连杆的活动端转动连接，所述活动连杆的活动端通过调节机构与旋转轴转动连接。

进一步的，所述调节机构包括滑动设置在活动连杆上的滑轨，所述滑轨一端与第二电机固定连接，所述滑轨另一端与旋转轴转动连接，所述活动连杆中部设置有滑槽，所述旋转轴位于滑槽内，所述第二电机的输出轴上设置有螺纹杆，所述螺纹杆与活动连杆一端螺纹连接，所述螺纹杆另一端与滑轨平行设置。

进一步的，所述摇摆壳体上部两侧固定设置有两个支撑架，两个所述支撑架之间固定设置有支撑杆，所述俯仰机构套设在支撑杆上，所述俯仰机构包括俯仰壳体，所述俯仰壳体与支撑杆转动连接，所述俯仰壳体内固定连接有第三电机，所述第三电机通过第三蜗杆啮合连接有第三涡轮，所述第三涡轮通过俯仰连杆与支撑杆连接，所述第三涡轮通过第三涡轮轴与俯仰壳体转动连接，所述俯仰连杆一端与支撑杆固定连接，所述俯仰壳体与雷达固定连接，所述第三涡轮轴与支撑杆之间还通过连接杆转动连接。

进一步的，还包括控制组件，所述控制组件用于控制第一电机、第二电机、第三电机的工作、底座对应伺服电机的工作，同时所述控制组件还用于对转台天线接收的信号进行频谱分析和信号处理。

本发明还提供了一种移动低功耗控守监测方法，包括上述任一所述的移动低功耗控守监测***。

其具体步骤包括：

a、通过射频天线开关矩阵使得转台天线处于工作状态、半固定天线处于关闭状态；通过转台天线实现对全空间、全方向扫描；

b、控制组件对通过转台天线接收的信号进行频谱分析和信号处理，当发现有异常无线电信号时，定位出异常信号出现的方位角和俯仰角；

c、通过控制组件控制射频天线开关矩阵，开启其中一台半固定天线，并控制该半固定天线转动，使得该半固定天线的接收方向为异常信号出现方向；

d、控制转台天线在除了异常信号出现的范围内继续实现监控。

进一步的，所述步骤b中，异常无线电信号的判断方式为模板匹配法，控制组件的数据库中存储异常信号的频谱特征参数，对接收到的频谱特征参数进行频谱分析、特征提取，基于模板匹配法从数据库中进行匹配，若相识度大于一阈值（70%）则认定为异常信号；

所述转台天线在进行扫描时，扫描为无序状态，所述无序状态包括利用随机数生成器生成一个0-360的随机数K，以随机数K作为初始的方位角角度和俯仰角角度开始扫描，扫描时的方位角转动速率呈现正弦变化规律，俯仰角的转动速率呈现余弦变化规律。

本发明的有益效果体现在，其通过转台天线和半固定天线配合使用，分工合作，利用转台天线实现对异常信号的捕获，而利用半转台天线实现对信号的监测；同时转台天线在进行扫描时，除了第一次是全空间、全方位的扫描，其余的扫描范围都基于上一次的扫描结果确定，减少了扫描范围，提高了扫描帧率，相比于全部都采用转台式天线，降低了功耗。

附图说明

图1为本发明所提供的整个结构示意图；

图2为本发明所提供的转台天线的立体结构示意图；

图3为本发明所提供的转台天线中摇摆机构、调节机构和俯仰机构的内部结构示意图；

图4为本发明所提供的转台天线中摇摆机构、调节机构的一种内部结构示意图；

图5为本发明所提供的转台天线中摇摆机构、调节机构的另一种内部结构示意图；

图6为本发明所提供的转台天线中摇摆机构和俯仰机构的内部结构另一视图，

图7为本发明所提供的移动低功率控守监测方法的框图。

附图标记：1、移动组件；2、转台天线；3、半固定天线；4、底座；5、摇摆机构；51、摇摆壳体；52、第一涡轮；53、第一电机；54、第一涡轮轴；55、第一蜗杆；56、固定连杆；57、第一连杆；58、活动连杆；59、第二连杆；6、俯仰机构；61、支撑架；62、支撑杆；63、俯仰壳体；64、第三电机；65、第三蜗杆；66、第三涡轮；67、俯仰连杆；68、第三涡轮轴；69、连接杆；7、雷达；8、调节机构；81、滑轨；82、第二电机；83、滑槽；84、螺纹杆；9、旋转轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：参照图1-图2，本发明公开了一种移动低功耗控守监测***，包括：移动组件1，所述移动组件1上安装有一个转台天线2和多个半固定天线3，所述转台天线2包括与移动组件1连接的底座4，所述底座4上设置有摇摆机构5，所述摇摆机构5通过俯仰机构6与雷达7连接，所述半固定天线3包括与移动组件1连接的底座4，所述底座4通过俯仰机构6与雷达7连接。

整体移动低功耗控守监测***架构构成包括天线部分：由1台转台天线2和多台半固定天线3构成。转台天线2可实现的转动频率高，可转动范围广，转动灵活度高；该转台天线2的口径大，功率大，能够探测到的范围更广，但对能源的消耗也更大。转台天线2可转动的方位角速度大于0.8度每秒，俯仰角速度大于0.16度每秒。

半固定天线3没有转台天线2转动灵活，但也可移动，天线采用小口径的天线。转台天线2采用大口径、多馈源的转台式抛物面天线，可实现一幅天线对多种极化方式信号的接收。转台天线2和半固定天线3均可以进行转动，同时也可以进行俯仰角的调节。

而移动组件1采用汽车即可，如果后车箱为货箱的小货车。

实施例2：参照图1，在实施例1的基础上，所述底座4为转动盘，所述转动盘驱动连接有伺服电机，所述半固定天线3有四个，四个所述半固定天线3均布在转台天线2四周。即底座4在伺服电机的带动下是可以带动其上面的半固定天线3或者转台天线2进行转动的，对雷达7探测的范围进行调整。

即转台天线2可以实现360°的旋转监测，而每个半固定天线3也可以通过伺服电机带动底座4旋转，实现至少90°的旋转，达到四个半固定天线3一共完成360°监测的需求。当然，半固定天线3可以为三个，也可以为五个、六个等，只需要合理分配其每个半固定天线的监测角度即可。

实施例3：参照图3-图6，在实施例1的基础上，所述摇摆机构5包括摇摆壳体51，所述摇摆壳体51通过旋转轴9与底座4转动连接，所述摇摆壳体51内设置有第一涡轮52、与摇摆壳体51固定连接的第一电机53，所述第一涡轮52通过第一涡轮轴54与摇摆壳体51转动连接，所述第一电机53的输出轴通过第一蜗杆55与第一涡轮52啮合，所述第一涡轮轴54通过四连杆组件与旋转轴9转动连接。所述四连杆组件包括与摇摆壳体51固定连接的固定连杆56，所述固定连杆56一端转动连接有第一连杆57一端和第一涡轮轴54，所述第一连杆57另一端转动连接有活动连杆58固定端，所述固定连杆56另一端转动连接有第二连杆59一端，所述第二连杆59另一端与所述活动连杆58的活动端转动连接，所述活动连杆58的活动端通过调节机构8与旋转轴9转动连接。

即摇摆壳体51设置在旋转轴9上，其可以在旋转轴9上转动，第一电机53转动时，带动第一蜗杆55转动，从而带动第一涡轮52在第一涡轮轴54上转动，第一涡轮52转到时，通过四连杆组件带动整个摇摆壳体51绕着旋转轴9转动，实现转台天线2的转动。

所述调节机构8包括滑动设置在活动连杆58上的滑轨81，所述滑轨81一端与第二电机82固定连接，所述滑轨81另一端与旋转轴9转动连接，所述活动连杆58中部设置有滑槽83，所述旋转轴9位于滑槽83内，所述第二电机82的输出轴上设置有螺纹杆84，所述螺纹杆84与活动连杆58一端螺纹连接，所述螺纹杆84另一端与滑轨81平行设置。调节机构8主要用于调节旋转轴9在活动连杆58上的位置，即相当于调节活动连杆58的长度，改变四连杆组件的运行轨迹，从而改变转台天线2上雷达7的转动范围和速率。调节机构8的第二电机82转动，即可控制螺纹杆84旋转，如图4所示，当螺纹杆84向活动连杆58内旋进时，滑轨81带动旋转轴9向前运动，使活动连杆58变短，此时摇摆机构5带动雷达7做往复式运动，转动到一定角度，就会往回转。如图5所示，当螺纹杆84向活动连杆58外旋进时，滑轨81带动旋转轴9向后运动，使活动连杆58变长，当旋转轴9位于活动连杆58最外端时，摇摆机构5带动雷达7可以进行360°旋转。第二电机82为往复式电机，带动螺纹杆84正转或者反转，从而改变螺纹杆84与活动连杆58之间的相对位置。

摇摆机构5控制雷达7的周向转动，而调节机构8控制雷达7周向转动时的幅度和速率。而俯仰机构6用于调整雷达7的俯仰角。

所述摇摆壳体51上部两侧固定设置有两个支撑架61，两个所述支撑架61之间固定设置有支撑杆62，所述俯仰机构6套设在支撑杆62上，所述俯仰机构6包括俯仰壳体63，所述俯仰壳体63与支撑杆62转动连接，所述俯仰壳体63内固定连接有第三电机64，所述第三电机64通过第三蜗杆65啮合连接有第三涡轮66，所述第三涡轮66通过俯仰连杆67与支撑杆62连接，所述第三涡轮66通过第三涡轮轴68与俯仰壳体63转动连接，所述俯仰连杆67一端与支撑杆62固定连接，所述俯仰壳体63与雷达7固定连接，所述第三涡轮轴68与支撑杆62之间还通过连接杆69转动连接。第三电机64转动，带动第三涡轮66转到，从而使整个俯仰壳体63绕着支撑杆62转动，从而调整雷达7的俯仰角度。转台天线2与半固定天线3内的俯仰机构6结构相同，只是半固定天线3内的俯仰机构6直接同支撑架61安装在底座4上。

还包括控制组件，所述控制组件用于控制第一电机53、第二电机82、第三电机64的工作、底座4对应伺服电机的工作，同时所述控制组件还用于对转台天线2接收的信号进行频谱分析和信号处理。即控制组件连接有射频天线开关矩阵，射频天线开关矩阵用于控制转台天线2和多个半固定天线3的开关运行。

本发明还提供了一种移动低功耗控守监测方法，包括上述任一所述的移动低功耗控守监测***。

如图7所示，其具体步骤包括：

a、通过射频天线开关矩阵使得转台天线2处于工作状态、半固定天线3处于关闭状态；通过转台天线2实现对全空间、全方向扫描；转台天线2的转动方位角速度可为1度每秒，俯仰角速度为0.3度每秒。

b、控制组件对通过转台天线2接收的信号进行频谱分析和信号处理，当发现有异常无线电信号时，定位出异常信号出现的方位角和俯仰角；定位异常信号可采用控制组件内的干扰定位子***，主要用于对无线电信号的定位和干扰。

c、通过控制组件控制射频天线开关矩阵，开启其中一台半固定天线3，并控制该半固定天线3转动，使得该半固定天线3的接收方向为异常信号出现方向；

d、控制转台天线2在除了异常信号出现的范围内继续实现监控。而异常信号出现的范围直接由半固定式天线接管，此时，转台天线2只需要在半固定天线3没有接管的区域范围，也就是异常范围没有出现的区域转动即可。

所述步骤b中，异常无线电信号的判断方式为模板匹配法，控制组件的数据库中存储异常信号的频谱特征参数，对接收到的频谱特征参数进行频谱分析、特征提取，基于模板匹配法从数据库中进行匹配，若相识度大于一阈值如70%，则认定为异常信号；

所述转台天线2在进行扫描时，在本实施例中，为了防止被侦测到，在进行扫描时实现的是无序扫描，所述无序状态包括利用随机数生成器生成一个0-360的随机数K，以随机数K作为初始的方位角角度和俯仰角角度开始扫描，扫描时的方位角转动速率呈现正弦变化规律，俯仰角的转动速率呈现余弦变化规律。

本发明的有益效果体现在，其通过转台天线2和半固定天线3配合使用，分工合作，利用转台天线2实现对异常信号的捕获，而利用半转台天线2实现对信号的监测；同时转台天线2在进行扫描时，除了第一次是全空间、全方位的扫描，其余的扫描范围都基于上一次的扫描结果确定，减少了扫描范围，提高了扫描帧率，相比于全部都采用转台式天线，降低了功耗。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“中心”、“底”、“底部”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种移动低功耗控守监测***，其特征在于，包括：移动组件(1)，所述移动组件(1)上安装有一个转台天线(2)和多个半固定天线(3)，所述转台天线(2)包括与移动组件(1)连接的底座(4)，所述底座(4)上设置有摇摆机构(5)，所述摇摆机构(5)通过俯仰机构(6)与雷达(7)连接，所述半固定天线(3)包括与移动组件(1)连接的底座(4)，所述底座(4)通过俯仰机构(6)与雷达(7)连接；所述底座(4)为转动盘，转动盘驱动连接有伺服电机，所述半固定天线(3)有四个，四个所述半固定天线(3)均布在转台天线(2)四周；所述摇摆机构(5)包括摇摆壳体(51)，所述摇摆壳体(51)通过旋转轴(9)与底座(4)转动连接，所述摇摆壳体(51)内设置有第一涡轮(52)、与摇摆壳体(51)固定连接的第一电机(53)，所述第一涡轮(52)通过第一涡轮(52)轴与摇摆壳体(51)转动连接，所述第一电机(53)的输出轴通过第一蜗杆(55)与第一涡轮(52)啮合，所述第一涡轮(52)轴通过四连杆组件与旋转轴(9)转动连接。

2.根据权利要求1所述的移动低功耗控守监测***，其特征在于：所述四连杆组件包括与摇摆壳体(51)固定连接的固定连杆(56)，所述固定连杆(56)一端转动连接有第一连杆(57)一端和第一涡轮(52)轴，所述第一连杆(57)另一端转动连接有活动连杆(58)固定端，所述固定连杆(56)另一端转动连接有第二连杆(59)一端，所述第二连杆(59)另一端与所述活动连杆(58)的活动端转动连接，所述活动连杆(58)的活动端通过调节机构(8)与旋转轴(9)转动连接。

3.根据权利要求2所述的移动低功耗控守监测***，其特征在于：所述调节机构(8)包括滑动设置在活动连杆(58)上的滑轨(81)，所述滑轨(81)一端与第二电机(82)固定连接，所述滑轨(81)另一端与旋转轴(9)转动连接，所述活动连杆(58)中部设置有滑槽(83)，所述旋转轴(9)位于滑槽(83)内，所述第二电机(82)的输出轴上设置有螺纹杆(84)，所述螺纹杆(84)与活动连杆(58)一端螺纹连接，所述螺纹杆(84)另一端与滑轨(81)平行设置。

4.根据权利要求1所述的移动低功耗控守监测***，其特征在于：所述摇摆壳体(51)上部两侧固定设置有两个支撑架(61)，两个所述支撑架(61)之间固定设置有支撑杆(62)，所述俯仰机构(6)套设在支撑杆(62)上，所述俯仰机构(6)包括俯仰壳体(63)，所述俯仰壳体(63)与支撑杆(62)转动连接，所述俯仰壳体(63)内固定连接有第三电机(64)，所述第三电机(64)通过第三蜗杆(65)啮合连接有第三涡轮(66)，所述第三涡轮(66)通过俯仰连杆(67)与支撑杆(62)连接，所述第三涡轮(66)通过第三涡轮(66)轴与俯仰壳体(63)转动连接，所述俯仰连杆(67)一端与支撑杆(62)固定连接，所述俯仰壳体(63)与雷达(7)固定连接，所述第三涡轮(66)轴与支撑杆(62)之间还通过连接杆(69)转动连接。

5.根据权利要求1所述的移动低功耗控守监测***，其特征在于：还包括控制组件，所述控制组件用于控制第一电机(53)、第二电机(82)、第三电机(64)的工作、底座(4)对应伺服电机的工作，同时所述控制组件还用于对转台天线(2)接收的信号进行频谱分析和信号处理。

6.一种移动低功耗控守监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一所述的移动低功耗控守监测***，包括步骤，

a、通过射频天线开关矩阵使得转台天线(2)处于工作状态、半固定天线(3)处于关闭状态；通过转台天线(2)实现对全空间、全方向扫描；

b、控制组件对通过转台天线(2)接收的信号进行频谱分析和信号处理，当发现有异常无线电信号时，定位出异常信号出现的方位角和俯仰角；

c、通过控制组件控制射频天线开关矩阵，开启其中一台半固定天线(3)，并控制该半固定天线(3)转动，使得该半固定天线(3)的接收方向为异常信号出现方向；

d、控制转台天线(2)在除了异常信号出现的范围内继续实现监控。

7.根据权利要求6所述的移动低功耗控守监测方法，其特征在于：步骤b中，异常无线电信号的判断方式为模板匹配法，控制组件的数据库中存储异常信号的频谱特征参数，对接收到的频谱特征参数进行频谱分析、特征提取，基于模板匹配法从数据库中进行匹配，若相识度大于一阈值则认定为异常信号；

所述转台天线(2)在进行扫描时，扫描为无序状态，所述无序状态包括利用随机数生成器生成一个0-360的随机数K，以随机数K作为初始的方位角角度和俯仰角角度开始扫描，扫描时的方位角转动速率呈现正弦变化规律，俯仰角的转动速率呈现余弦变化规律。