下投式数字测风装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种下投式数字测风装置，它涉及大气探测仪器领域中的一种对高空风速、风向进行实时测量的测风仪器设备。它由接口模块、控制解算器、接收模块、信号转发器模块、投落控制器等部件构成机载控制解算部分，由发送模块、定位模块、减速机构、电源开关控制模块、电源模块等部件构成探空仪部分。它采用飞行器下投探空仪自动完成对高空风速风向实时高精度测量的目的。本实用新型专利技术还具有集成化程度高、体积小、功耗低、抗干扰能力强、操作应用方便等特点，特别适用于在特殊环境条件下作高空风速、风向实时测量的测风装置。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及大气探测仪器领域中的一种下投式数字测风装置，特别适用于对高空风速、风向进行实时测量应用的一种测风仪器设备。
技术介绍
定位系统(简称GPS)技术测风是20世纪90年代获得应用的测量系统，目前已成为大气风场测量的重要手段。GPS定位系统其测风原理是利用卫星通过确定大气中自由运动目标的位置变化来确定目标所在处的风向和风速。由于GPS系统可以对目标进行高精度的定值，因此理论上，这种测风系统的精度也较高。目前采用GPS技术测风有两种方式。一种是测多卜勒频移方式，美国AIR公司和芬兰Vaisala公司都采用了测多卜勒方式测量风速、风向。该方式测量GPS卫星发出的信号到达探空仪时，由于探空仪与GPS卫星的相对运动而产生的多卜勒频移，并由此计算风向风速。这在当时的条件下，选定这种方式，显然是合适的。但随着GPS应用的迅速发展，这种方式设备复杂、成本价格贵、用户使用困难。另一种称之为定位方式。目前国内已经出现采用探空气球携带GPS及传感器进行上升式高空风速、风向的测量，可是对于一些特殊的使用场所、环境和用途，如不能满足测试人员进行现场地面释放探空仪的场地，就不能满足对高空风速实时探测的要求。同样使用中存在一定的困难。
技术实现思路
技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种下投探空仪自动完成对高空风速、风向进行高精度实时测量的下投式数字测风装置，且本技术还具有操作应用方便、数字集成化程度高、体积小、功耗低、抗干扰能力强、能在特殊环境条件下应用等特点。本技术的目的是这样实现的它的机载控制解算部分由接口模块1、控制解算器2、接收模块3、信号转发器模块4、探空仪投落控制器5组成，探空仪部分由减速机构6、发射模块7、定位模块8、电源开关控制模块9、电源模块10组成，其中接口模块1出入端口1与飞行器控制信号端口A连接，其出入信号端口2、4、5分别与控制解算器2、接收模块3、探空仪投落控制器5各出入端口1连接，其入端口6与外接电源+V2电压端连接，其出端电源+V2电压端口7、3、8、9分别与控制解算器2、信号转发器模块4、接收模块3、探空仪投落控制器5各电源入端口2连接；接收模块3入端口3与发射模块7出端口2信号接收发送连接，信号转发器模块4出端口1与定位模块8入端口2信号接收发送连接，探空仪投落控制器5出端口3与减速机构6入端口2连接，电源开关控制模块9各出入端口1、2、3分别与减速机构6、发射模块7、定位模块8各出入端口1连接，电源模块10出端+V1电压端与电源开关控制模块9入端口4连接。本技术的目的还可以通过以下措施达到本技术机载控制解算部分中的控制解算器2由控制解算模块11、控制驱动模块12、电源模块13、串口驱动模块14、存储模块15、时钟模块16、液晶显示器17组成，其中串口驱动模块14出入端1至8脚通过8根数据总线与控制解算模块11出入端17至24脚连接，其入端9脚与接口模块1信号端口2连接；控制解算模块11出入端1至8脚通过8根数据总线与控制驱动模块12出入端1至8脚连接、其出入端9至16脚通过8根总线与电源模块13出入端1至8脚连接、出入端25至32脚通过8根数据总线与存储模块15出入端1至8脚连接、入端33脚与时钟模块16出端1脚连接、入端34脚与接口模块1出端口7电源+V2电压端并接、入端35脚接地端、入端36至43脚与液晶显示器17入端1至8脚连接；控制驱动模块12、电源模块13、串口驱动模块14、存储模块15、时钟模块16各入端10脚分别与接口模块1出端口7电源+V2电压端并接、各入端11脚并接地端。本技术机载控制解算部分中的信号转发器模块4由外天线18、两路低噪放大器19-1、19-2、两路主放大器20-1、20-2、功率合成器21、缓冲放大器22、内天线23组成，其中外天线18出端1脚与一路低噪放大器19-1入端1脚连接、出端2脚与另一路低噪放大器19-2入端1脚连接、两路低噪放大器19-1、19-2各出端2脚分别串接两路主放大器20-1、20-2后分别与功率合成器21入端1、2脚连接；功率合成器21出端3脚串接缓冲放大器22后与内天线23入端1脚连接、两路低噪放大器19-1、19-2、两路主放大器20-1、20-2、缓冲放大器22各入端5脚分别与接口模块1出端口3电源+V2电压端并接、各入端4脚与地端并接；外天线18入端3脚与海事卫星信号、及GPSL1、GPSL2定位信号出端口B连接，内天线23出端2脚发送信号至定位模块8入端口2。本技术探空仪部分的减速机构6包括下投控制器25、切割器26、引导伞27、伞包28、主伞29、探测线30、控制线31、捆绑绳32，其中探空仪投落控制器5出端口3通过探测线30与下投控制器25入端2脚连接，下投控制器25出端1脚通过控制线31与切割器26入端1脚连接、其入端4脚接地端，下投控制器25、切割器26各入端3脚与电源开关控制模块9出端口2电源+V1电压端连接、切割器26通过捆绑绳32与引导伞27连接，引导伞27与伞包28、主伞29、电源开关控制模块9之间通过绳子串连连接。本技术相比
技术介绍
具有如下优点1.本技术由于在机载控制解算部分中设置了控制解算器2、信号转发器模块4、探空仪部分中设置了定位模块8，能实时完成对高空风速、风向的测量，同时大大的提高了测量精度。2.本技术由于设置了探空仪投落控制器5、减速机构6等部件能自动完成整个测风过程，不需要人工干预，用户操作应用方便。3.本技术应用器件采用大规模可编程集成电路制作，因而具有集成化程度高、体积小、功耗低、数字式工作抗干扰能力强，特别能在一些特殊环境条件下完成风速、风向测量。附图说明图1是本技术的电原理方块图。图2是本技术机载控制解算部分中控制解算器2的实施例电原理图。图3是本技术机载控制解算部分中信号转发器模块4的实施例电原理图。图4是本技术探空仪部分中减速机构6的实施例电原理及连接示意图。具体实施方式参照图1至图4，本技术机载控制解算部分由接口模块1、控制解算器2、接收模块3、信号转发器模块4、探空仪投落控制器5组成，探空仪部分由减速机构6、发射模块7、定位模块8、电源开关控制模块9、电源模块10组成，整个装置按图1连接线路组装，其中接口模块1作用完成机载控制解算部分与飞行器之间的电源和通信接口，其入端口6外接飞行器提供+V2电源电压，由接口模块1对提供的+V2电压进行DC-DC转换，然后对其他模块电路提供变换后的+V2电压，实施例由飞行器提供的+5V电压变换成+3V电压对其他模块电路供电，同时接口模块1还对控制解算器2、接收模块3、探空仪投落控制器5之间的通信信号和控制信号进行转接，其入端口1与控制信号端口A输入飞行器提供的投落通信进行转接传输给其他模块电路，实施例接口模块1中+V2电压DC-DC转换电路采用LM117型DC转换集成芯片制作、TTL电平转RS232接口电平采用MAX3231型由集成芯片制作、控制通信信号接口采用EPM3064型译码集成芯片制作。本技术控制解算器2其作用接受飞行器由A端口经接口模块1输入的指令，控制探空仪投落控制器5对探空仪部分进行投落，接收模块3接收探空仪部分位置信息输入控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下投式数字测风装置，机载控制解算部分由接口模块（１）、接收模块（３）、探空仪投落控制器（５）组成，探空仪部分由发射模块（７）、定位模块（８）、电源开关控制模块（９）、电源模块（１０）组成，其特征在于：机载控制解算部分还有控制解算器（２）、信号转发器模块（４）组成，探空仪部分还有减速机构（６）组成，其中接口模块（１）出入端口１与飞行器控制信号端口（Ａ）连接，其出入信号端口２、４、５分别与控制解算器（２）、接收模块（３）、探空仪投落控制器（５）各出入端口１连接，其入端口６与外接电源＋Ｖ２电压端连接，其出端电源＋Ｖ２电压端口７、３、８、９分别与控制解算器（２）、信号转发器模块（４）、接收模块（３）、探空仪投落控制器（５）各电源入端口２连接；接收模块（３）入端口３与发射模块（７）出端口２信号接收发送连接，信号转发器模块（４）出端口１与定位模块（８）入端口２信号接收发送连接，探空仪投落控制器（５）出端口３与减速机构（６）入端口２连接，电源开关控制模块（９）各出入端口１、２、３分别与减速机构（６）、发射模块（７）、定位模块（８）各出入端口１连接，电源模块（１０）出端＋Ｖ１电压端与电源开关控制模块（９）入端口４连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：费满锋，王方，许斌，陈强，张小平，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]