CN203551782U - 一种便携式北斗rd通信器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便携式北斗RD通信器，该通信器用于与北斗卫星信号连接，包括依次连接的北斗RD天线、北斗RD通信模块和模块接口板，还包括接口转换模块和电源模块；其中：接口转换模块与模块接口板连接；电源模块通过电容与模块接口板电连接。该北斗RD通信器具有集成度高、功耗低、体积小、一体化和便于携带等特点，并能在其内部有效解决北斗RD通信模块发射瞬间电压缺失的问题以保持其工作电压的稳定，尤其适用于北斗RD民用化的推广。

Description

一种便携式北斗RD通信器

技术领域

本实用新型涉及卫星导航及通信领域，更具体地说，涉及一种用于卫星导航***的通信器。

背景技术

“北斗一代”卫星导航***为我国自主开发的区域卫星导航***，覆盖我国全境及周边国家，整个***由天空卫星、地面控制站和用户应用终端三个部分组成。用户应用终端具有定位、导航及短报文数据通信等功能，在定位、导航和通信领域具有广泛的应用。

现有的北斗RD通信器，大多数需要输入DC12V，需要用户另外购置直流开关电源。个别产品标配了电源适配器，但也离不开使用环境周围必须有交流电源AC220V的限制。当前笔记本电脑、平板电脑、智能手机在普通消费者市场中大量普及，可否利用智能终端处理能力强、用户界面良好的特点，设计一种方便携带的北斗RD通信器成为通信领域中的热点。而要实现北斗RD通信器方便携带，则对其电源模块具有一定的要求。由于北斗RD通信模块在实施定位申请与短报文通信的时候，要与位于太空轨道（距离地球表面约3万5千公里）的北斗卫星通信，还要突破大气层、电离层的电磁干扰，因此必须有一个强信号发射的过程。此过程对电源的供电要求比较高，要求电压需稳定在5V，电流从待机的200MA瞬间提升至3A，持续时间为50ms，此过程中容易出现北斗RD通信模块发射瞬间电压缺失的现象。

现有的北斗RD通信器并没有对北斗RD通信模块发射的瞬间电压缺失问题展开专门设计，而是采用如下方法弥补的：在使用外接电源时，通过外界电源提供足够宽裕的电流供应范围，以支撑和维持北斗RD通信模块的工作电压平稳；在使用锂电池时，采用加大锂电池的并联层叠个数，从而增大整体额定输出电流。上述电源供电模块采用锂电池的方式，其对应配备的蓄电池需要达到如下指标：输出电压12V，额定输出电流5A，蓄电池容量12000MAH。但是这种配置的蓄电电池体积大、分量重，不利于携带和安装，导致北斗RD通信器体积大，不便于携带。

因此，现需提供一种在北斗卫星信号的接收与发射过程中，能有效解决北斗RD通信模块发射瞬间电压缺失的问题以保持北斗RD通信模块工作电压稳定的便携式北斗RD通信器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种具有集成度高、功耗低、体积小、一体化等特点和便于携带的北斗RD通信器；该北斗RD通信器能在其内部有效解决北斗RD通信模块发射瞬间电压缺失的问题以保持其工作电压的稳定，尤其适用于北斗RD民用化的推广。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种便携式北斗RD通信器，用于与北斗卫星信号连接，其特征在于：包括依次连接的北斗RD天线、北斗RD通信模块和模块接口板，还包括接口转换模块和电源模块；其中：接口转换模块与模块接口板连接；电源模块通过电容与模块接口板电连接。

在上述方案中，在电源模块与模块接口板的连接处连接电容，用于给北斗RD通信器供电。该电容可作为电量的补偿，能有效解决北斗RD通信模块发射瞬间电压缺失的问题以保持其工作电压的稳定性。同时，增加电容的方式作为补偿也缓解了电源模块的输出压力，减少整体电源模块的体积和重量，以实现本实用新型北斗RD通信器的便携性。

更具体地说，所述电容为用于释放和储存电量的法拉电容。通信器中北斗RD通信模块在发射瞬间，其供电电压被强制拉低，使模块处于失电停止工作状态，后续要发射的卫星信号无法继续调制，返传的卫星电文也无法接收。本实用新型的法拉电容在北斗RD通信模块发射瞬间能释放储存的电量，保持供电电压稳定在5V水平，这样即使有轻微的波动，也不会影响北斗RD通信模块的工作和北斗卫星信号的发射。同时，法拉电容放电特性优良，维持了周边接口模块的工作稳定性。

所述电源模块包括锂电池、用于给锂电池充电的充电单元。本实用新型采用锂电池规格为输出电压3.7V，额定输出电流3A，容量6000MAH，可以通过USB口对其进行充电。增加法拉电容和采用锂电池的方式使得该通信器体积小、便于携带。本实用新型的充电单元中主要由芯片TP4056及***零件构成。TP4056是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器，可以适合USB电源和适配器电源工作。

所述电源模块还包括用于避免非工作因素时锂电池电量泄露的升压单元、用于对锂电池电压实时采样的电量采样单元和用于实时显示锂电池电量情况的电量显示单元。升压单元在电池开关断开时，可避免非工作因素的电量泄露。电量采样单元对锂电池的电压实时采样。电量显示单元实时将通信器充电或使用过程中锂电池的电量情况输出到液晶面板上。

所述接口转换模块包括蓝牙通信模块和USB接口模块；所述蓝牙通信模块和USB接口模块通过三刀双掷开关与模块接口板连接。本实用新型的北斗RD通信器可直接通过三刀双掷开关选择其与终端的通信方式——蓝牙通信或USB通信。本实用新型的接口转换模块采用电子市场上可获得的TTL-USB与TTL-蓝牙模块。对选用的TTL-USB与TTL-蓝牙模块，必须根据北斗RD通信模块的数据接口与之匹配相应的通信参数，实现外界智能终端与核心模块的数据流通。所以本实用新型既兼顾了通信器的有线连接，还增加了它与智能终端的无线连接方式。

所述北斗RD通信模块包括天线接口、低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路和基带处理电路；所述低噪声放大电路、功率放大电路和基带处理电路分别与射频电路电连接，低噪声放大电路和功率放大电路还通过天线接口分别与所述北斗RD天线连接。本实用新型采用的北斗RD通信模块具有以下优点：体积比较小，便于整合内嵌；其功耗比较低，便于匹配合适的电源模块；整机屏蔽，隔绝内外辐射与干扰；工作性能稳定，发射成功率大于93%。

所述北斗RD通信模块还包括分腔体结构的金属屏蔽外罩，所述天线接口、低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路和基带处理电路单独设置在腔体中隔离并密封包装。该结构降低了北斗RD通信模块内发射信号和接收信号的相互电磁干扰，以及对外部的电磁干扰。

所述北斗RD天线为陶瓷叠层天线。该陶瓷叠层天线具有厚度薄、增益高的优点。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型的电源模块采用市场上常见的锂电池，从而缩小该通信器的体积，增强其便携性。

2、本实用新型北斗RD通信器与现有的通信器相比，能在其内部有效解决北斗RD通信模块发射瞬间电压缺失的问题以保持其工作电压的稳定，使得通信器单靠自身的蓄电池无需外界电源补充，即可完成北斗卫星信号的接收与发射。通信器不工作时，可以通过USB口对锂电池进行充电。

3、本实用新型的接口转换模块采用电子市场上可获得的TTL-USB与TTL-蓝牙模块，这样既兼顾了通信器的有线连接，还增加了它与智能终端的无线连接方式。

4、本实用新型的北斗RD通信器具有集成度高、功耗低、体积小、一体化等特点，并专注于北斗空间无线电文的调制与解调、北斗卫星信号的发射与接收。其智能终端发挥其人机界面友善、应用研发周期较短的特点，有利于北斗民用化的推广。

附图说明

图1是本实用新型北斗RD通信器的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例

本实用新型北斗RD通信器的结构框图如图1所示，包括依次连接的北斗RD天线、北斗RD通信模块和模块接口板，还包括与模块接口板连接的接口转换模块和与模块接口板连接、用于给通信器供电的电源模块。其中，电源模块与模块接口板的连接处设置有法拉电容。本实用新型的法拉电容用于释放和储存电量，其可作为电量的补偿，能有效解决北斗RD通信模块发射瞬间电压缺失的问题以保持其工作电压的稳定性。同时，增加法拉电容的方式作为补偿也缓解了电源模块的输出压力，减少整体电源模块的体积和重量，以实现本实用新型北斗RD通信器的便携性。

本实用新型的电源模块包括锂电池、用于给锂电池充电的充电单元、用于避免非工作因素时锂电池电量泄露的升压单元、用于对锂电池电压实时采样的电量采样单元和用于实时显示锂电池电量情况的电量显示单元。本实用新型采用锂电池规格为输出电压3.7V，额定输出电流3A，容量6000MAH，可以通过USB口对其进行充电。增加法拉电容和采用锂电池的方式使得该通信器体积小、便于携带。

本实用新型的充电单元中主要由芯片TP4056及***零件构成。TP4056是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器，可以适合USB电源和适配器电源工作。升压单元在电池开关断开时，可避免非工作因素的电量泄露。电量采样单元主要有轻触式按钮和六位高速反相器74F04组成，按下开关PNP1导通，电池向液晶显示驱动板输送电源；同时，NPN1导通，电量比较电路与蓄电池正极接通，对电池电压实时采样。电量显示单元采用通用型低功耗运算放大器LM324D作为电压比较器，经过四级分量比较，输出结果至四位液晶LCD显示驱动芯片ICM7211A。驱动芯片ICM7211A与液晶面板的连接，按芯片的典型推荐电路实现。电量显示单元可实时将通信器充电或使用过程中锂电池的电量情况输出到液晶面板上。

接口转换模块包括蓝牙通信模块和USB接口模块。蓝牙通信模块和USB接口模块通过三刀双掷开关与模块接口板连接。本实用新型的北斗RD通信器可直接通过三刀双掷开关选择其与终端的通信方式——蓝牙通信或USB通信。本实用新型的接口转换模块采用电子市场上可获得的TTL-USB与TTL-蓝牙模块。对选用的TTL-USB与TTL-蓝牙模块，必须根据北斗RD通信模块的数据接口与之匹配相应的通信参数，实现外界智能终端与核心模块的数据流通。所以本实用新型既兼顾了通信器的有线连接，还增加了其与智能终端的无线连接方式，使得该通信器能与通用的智能终端实现数据交换。

本实用新型的北斗RD通信模块功率低、工作性能稳定，其包括分腔体结构的金属屏蔽外罩，其内部的天线接口、低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路、基带处理电路、电源和数据接口和SIM卡插槽单独设置在腔体中隔离并密封包装，起到降低北斗RD通信模块内发射信号和接收信号的相互电磁干扰，以及对外部电磁干扰的作用。北斗RD通信模块内部的低噪声放大电路、功率放大电路和基带处理电路分别与射频电路电连接，低噪声放大电路和功率放大电路还通过天线接口分别与北斗RD天线连接，该北斗RD天线采用厚度薄、增益高的陶瓷叠层天线。

本发明的北斗RD通信器具有集成度高、功耗低、体积小、一体化等特点，其工作流程如下：

1、接通主开关SW，通过USBVCHG口对电源模块中的锂电池充电。充电过程中，液晶面板自动开启，实时显示锂电池的浮充电量情况。

2、锂电池充满电后，通过三刀双掷开关选择该通信器与终端的通信方式——蓝牙通信或USB通信。

（1）若选择USB通信，则北斗RD通信器通过USB线与终端连接。终端识别到USB串行端口，终端控制软件通过该串口与通信器实现指令与数据交换来实现通信器对北斗卫星信号的接收与发射。

（2）若选择蓝牙通信，则智能终端搜索并配对蓝牙设备，配对完成后建立蓝牙隧道虚拟串行端口，智能终端的应用程序遥控北斗RD通信器实现通信器对北斗卫星信号的接收与发射。

3、断开电源开关SW。需要检查锂电池电量时，可临时接通电源开关SW，轻按微动开关SW-PB，液晶板显示当前电池的储备电量。平时存放时，保持电源开关SW断开状态，以避免锂电池电量泄露。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便携式北斗RD通信器，用于与北斗卫星信号连接，其特征在于：包括依次连接的北斗RD天线、北斗RD通信模块和模块接口板，还包括接口转换模块和电源模块；其中：接口转换模块与模块接口板连接；电源模块通过电容与模块接口板电连接。

2.根据权利要求1所述的便携式北斗RD通信器，其特征在于：所述电容为用于释放和储存电量的法拉电容。

3.根据权利要求1所述的便携式北斗RD通信器，其特征在于：所述电源模块包括锂电池、用于给锂电池充电的充电单元。

4.根据权利要求3所述的便携式北斗RD通信器，其特征在于：所述电源模块还包括用于避免非工作因素时锂电池电量泄露的升压单元、用于对锂电池电压实时采样的电量采样单元和用于实时显示锂电池电量情况的电量显示单元。

5.根据权利要求1所述的便携式北斗RD通信器，其特征在于：所述接口转换模块包括蓝牙通信模块和USB接口模块；所述蓝牙通信模块和USB接口模块通过三刀双掷开关与模块接口板连接。

6.根据权利要求1所述的便携式北斗RD通信器，其特征在于：所述北斗RD通信模块包括天线接口、低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路和基带处理电路；所述低噪声放大电路、功率放大电路和基带处理电路分别与射频电路电连接，低噪声放大电路和功率放大电路还通过天线接口分别与所述北斗RD天线连接。

7.根据权利要求6所述的便携式北斗RD通信器，其特征在于：所述北斗RD通信模块还包括分腔体结构的金属屏蔽外罩，所述天线接口、低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路和基带处理电路单独设置在腔体中隔离并密封包装。

8.根据权利要求1所述的便携式北斗RD通信器，其特征在于：所述北斗RD天线为陶瓷叠层天线。

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