专利名称：无线信标装置的制作方法
技术领域：
本发明公开的无线信标装置属无线通信技术领域，具体涉及的是一种通过三维加速度计判断信标装置落地姿态，选择使用非对地面的微带天线作为信号发射天线。
二.
背景技术：
现有信标装置的天线主要缺点是1.信标着地后天线有较大面积面向大地，这样天线发射效率大大的降低，甚至不能工作。2.鞭状天线在物体着地时容易损坏。因此，如何保证天线着地后能正常、高效地工作已经成为一项亟待解决的课题。本发明提供一种新理念的信标天线设计，该方法克服了现有信标天线存在的种种不足或缺点，对提高重要目标的寻找具有重要意义。按这种方法设计的无线信标装置，可广泛应用于各种飞行体、存储器、黑匣子等着地后指示位置的无线信源标志。
三.

发明内容
本发明的目的是向社会提供这种无线信标装置的技术方案，该无线信标装置能提高发射天线的抗冲击性能及发射效率，便于搜寻人员发现目标。该无线信标装置可用于需要在事后寻找回收的飞行体、存储器、黑匣子等无线信标装置。本发明的技术方案是这样的这种无线信标装置，由外壳或壳体及其内的微机及其控制的电子电路、供电源等组成，技术特点在于所述的无线信标装置的微机联接有装置姿态的传感器_三维加速度计、还联接有η路模拟开关、还联接有无线发射模块，其中，η路模拟开关的每路模拟开关分别联接设置在无线信标装置壳体η个表面之一上的微带天线， 无线发射模块联接η路模拟开关的每路模拟开关并分别对应联接设置在无线信标装置壳体η个表面之一上的微带天线，所述的η选择4 10间的整数。所述的该无线信标装置的微机及其软件通过三维加速度计作装置姿态的传感器获得信息、并根据装置姿态信息控制多路模拟开关选择闭合非对地面的微带天线工作、使无线发射模块经非对地面的微带天线发送无线信标信息。所述的三维加速度计包括有集成MEMS三维加速度计如freescale公司的MMA845nQ系列(η = 1，2，3，4)、ΜΜΑ7260，日本北陆电气工业株式会社的ΗΑΑΜ-301Α， Kionix公司的ΚΧΡ84，BOSCH公司的SMB363等，它们是采用MEMS工艺集成在单个芯片的3 轴数字低g值加速度传感器，通信接口采用SPI或I2C形式。所述的该无线信标装置的工作过程为上电后微机进入初始化，配置的三维加速度计传感器、电路等进入低功耗状态。在此状态下无线信标装置随飞行体一起飞行，飞行体包括有飞弹、飞机、飞行器、火箭、导弹、 卫星等等飞行体。当无线信标装置接收到启动的指令后，电路恢复正常工作状态，开启三维加速度计传感器，通过计算三维加速度的值判断无线信标装置的姿态。由微机控制模拟开关系列闭合非对地面的微带天线。开启无线发射模块通过非对地面的微带天线发送无线信肩、ο根据以上所述的无线信标装置，技术特点还有所述的该无线信标装置的微带天线采用多路独立的微带结构并由多路独立的模拟开关控制启动、运行、工作等。该微带结构的天线固定在装置表面，当无线信标装置为圆柱体时，在圆柱面分成4至6等份的面积上各固定或设置一微带天线，这样无线信标装置掉落在地面时，至少有一面不朝向地面，或有一面朝向天空。微带天线采用覆铜板制作工艺，能够承受无线信标装置着地时较大的冲击加速度而不损坏。在圆柱面上分成4至6等份的面积上各固定一微带天线的设计比较合理， 当然还可以选择更大或更小的数目，如3、或7、或8等份的面积。采用微机获取三维加速度计的静态输出，就能够确定无线信标装置的姿态，这样就可以采用模拟开关切断朝向地面的发射天线发射无线电波，从而提高信标天线的发射效率。根据以上所述的无线信标装置，技术特点还有当所述的无线信标装置为长方体或正方体时，在每一表面分别固定或设置一微带天线，这样无线信标装置掉落在地面时，至少有一面不朝向地面，或有一面朝向天空。这样的设计选择也是比较合理的。 本发明的无线信标装置优点有1.这种无线信标装置的微机通过三维加速度计判断无线信标装置落地姿态，选择使用面向天空的微带天线作为信号发射天线，从而提高信标天线的发射效率；2.这种无线信标装置的微带天线采用若干面分别设置、多路独立的微带结构，该微带天线采用覆铜板制作工艺，能够承受无线信标装置着地时较大的冲击加速度而不损坏，而且当无线信标装置掉落在地面时，至少有一面不朝向地面、或有一面朝向天空，发射无线信标信号；3.这种无线信标装置提供一种新的设计理念，该设计方法克服了现有无线信标装置中天线存在的种种不足或缺点，对提高重要目标的寻找具有重要意义；4.按这种方法设计的无线信标装置，可广泛应用于各种飞行体、存储器、黑匣子等着地后指示位置的无线信源标志，值得采用和推广。
四.


本发明的说明书附图共有4幅图1是无线信标装置的结构框图；图2是无线信标装置的立方体外型结构图；图3是无线信标装置的圆柱体外型结构图；图4微机(单片机)流程图；在各图中采用了统一标号，即同一物件在各图中用同一标号。在各图中1.电池； 2.无线发射模块；3.多路模拟开关；4.微带天线1 ；5.微带天线2 ；6.微带天线6 ；7.单片机；8.三维加速度计；9.立方体外壳；10.微带天线3 ;11.圆柱体外壳；12.上电；13.单片机初始化；14.加速度传感器初始化；15.传感器、电路休眠；16.启动传感器、电路；17.判断姿态；18.开启非对地面天线；19.持续发送信号。
五.
具体实施例方式本发明的无线信标装置非限定实施例如下实施例一.无线信标装置该例的无线信标装置的具体结构由图1、图2、图4联合示出，图1示出该例的无线信标装置的结构框图，图2示出无线信标装置的立方体外型结构图，图4示出微机(单片机)流程图。这种无线信标装置由立方体外壳或壳体及其内的微机7及其控制的装置姿态的传感器-三维加速度计8、电子电路2与3、供电源(电池1)等组成。当该例的无线信标装置为正方体9(或长方体)时，在每一表面分别固定或设置一微带天线。这样无线信标装置掉落在地面时，至少有一面不朝向地面，或有一面朝向天空，这样的设计选择也是比较合理的。该例的微机采用单片机，单片机可采用51系列、AVR系列、MSP430系列、PIC系列等，该单片机联接有加速度传感器8、还联接有六(η = 6)路模拟开关3、还联接有无线发射模块2，六路模拟开关3的每路模拟开关分别联接设置在无线信标装置壳体六个表面之一上的微带天线(4、5、6、10等)，无线发射模块2联接六路模拟开关3的每路模拟开关并分别对应联接设置在无线信标装置壳体每个表面之上的微带天线(4、5、6、10等)，该例的微带天线均采用覆铜板制作工艺，能够承受无线信标装置着地时较大的冲击加速度而不损坏。该例的模拟开关3可采用ΜΑΧ4634、ΜΑΧ4663、ADG706等。该例的无线发射模块2可采用模拟的发射模块、集成发射模块，如nRF9X系列、nRF24系列等。该例的无线信标装置的微机7及其软件通过加速度传感器8获得该无线信标装置接近地面姿态的信息，并根据装置姿态接近地面信息控制多路模拟开关3选择闭合非对地面的微带天线工作，使无线发射模块2经非对地面的微带天线发送无线信标信息。该例的装置姿态的传感器_三维加速度计可供选择的有集成MEMS三维加速度计，如freescale公司的MMA845nQ系列(η = 1，2，3， 4)、ΜΜΑ7260,日本北陆电气工业株式会社的ΗΑΑΜ-301Α，Kionix公司的ΚΧΡ84，BOSCH公司的SMB363等。它们是采用MEMS工艺集成在单个芯片的3轴数字低g值加速度传感器，通信接口采用SPI或I2C形式。图4示出的微机(单片机)流程图，在图中12为上电，13为单片机初始化，14为加速度传感器初始化，15为传感器、电路休眠，16为启动传感器、电路， 17为判断姿态，18为开启非对地面天线，19为持续发送信号。该例的无线信标装置的工作过程结合图4作说明上电后，微机(单片机)7进入初始化，加速度传感器初始化，配置的加速度传感器8与电路2、3等进入低功耗状态(即休眠状态)。在此状态下无线信标装置随飞行体一起飞行，飞行体包括有飞弹、飞机、飞行器、火箭、导弹、卫星等等飞行体。当无线信标装置接收到启动的指令后，电路2、3恢复正常工作状态，开启加速度传感器8等，通过加速度传感器8判断无线信标机的姿态及微带天线(4、5、6、10等)是否朝向地面。由微机7控制系列模拟开关3闭合或开启非对地面的微带天线，并控制开启无线发射模块2通过非对地面的微带天线，持续发送无线信息。实施例二.无线信标装置该例的无线信标装置具体结构可用图1、图3、图4联合示出，该例的无线信标装置与实施例一的无线信标装置不同点有该例的无线信标装置外型结构图由图3示出，图3所示的无线信标装置是圆柱体(11)的外型结构。该例的无线信标装置的微机可采用DSP(如 TMS320X等)，微带天线采用多路独立的微带结构，并由多路独立的模拟开关3控制启动、运行、工作等。这些微带结构的天线固定在该例的无线信标装置表面，当无线信标装置为圆柱体时，在圆柱面分成6(或4、或5、或7、或8等)等份的面积上各固定或设置一微带天线(4、 5、6、10等)，这样无线信标机掉落在地面时，至少有一面不朝向地面、或有一面朝向天空。 在圆柱面上分成6 (或4、或5、或7、或8等)等份的面积上各固定一微带天线的设计比较合理。该例的无线信标装置其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述实施例三.无线信标装置该例的无线信标装置大体结构可用图1、图4等联合示出，该例的无线信标装置与实施例一、实施例二的无线信标装置不同点有该例的无线信标装置外型结构图为正十面体。在每一表面分别固定或设置一微带天线，共有十个微带天线，由十路独立的模拟开关电路3控制，该例的微机可采用ARM器件(如S3C2410、S3C6410等)。该例的无线信标装置其余未述的，全同于实施例一、实施例二中所述的，不再重述。实施例四.无线信标装置
该例的无线信标装置大体结构可用图1、图4等联合示出，该例的无线信标装置与实施例一 实施例三的无线信标装置不同点有该例的无线信标装置外型结构图为正四面体。在每一表面分别固定或设置一微带天线，共有四个微带天线，由四路独立的模拟开关电路3控制。该例的无线信标装置其余未述的，全同于实施例一 实施例三中所述的，不再重述。实施例五.无线信标装置该例的无线信标装置大体结构可用图1、图2、图4等联合示出，该例的无线信标装置与实施例一 实施例四的无线信标装置不同点有该例的无线信标装置外型结构图为长方体。该例的无线信标装置其余未述的，全同于实施例一 实施例四中所述的，不再重述。
权利要求
1.一种无线信标装置，由微机及其控制的电子电路组成，特征在于所述的无线信标装置的微机联接有装置姿态的传感器-三维加速度计、还联接有η路模拟开关、还联接有无线发射模块，其中，η路模拟开关的每路模拟开关分别联接设置在无线信标装置壳体η个表面之一上的微带天线，无线发射模块联接η路模拟开关的每路模拟开关并分别对应联接设置在无线信标装置壳体η个表面之一上的微带天线，所述的η选择4 10间的整数。
2.根据权利要求1所述的无线信标装置，特征在于当所述的无线信标装置为圆柱体时，在圆柱面分成4至6等份的面积上各固定或设置一微带天线。
3.根据权利要求1所述的无线信标装置，特征在于当所述的无线信标装置为长方体或正方体时，在每一表面分别固定或设置一微带天线。
全文摘要
本发明公开的无线信标装置属无线通信技术领域，这种无线信标装置在壳体各个表面上(或在圆柱形面分成多等份的面积上)各设置一微带天线，通过微机联接的装置姿态的传感器-三维加速度计获得信息，判断无线信标装置落地姿态，选择面向天空的微带天线作为信号发射天线，提高发射效率，本发明的无线信标装置克服了现有无线信标装置中天线存在的种种不足或缺点，提供一种新的设计理念，该技术方案可广泛应用于各种飞行体、存储器、黑匣子等着地后指示位置的无线信源标志，对寻找这些重要目标具有重要意义。
文档编号G01C21/16GK102262219SQ20111010276
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者丁永红, 尤文斌, 崔春生, 张晋业, 张瑜, 张红艳, 祖静, 范锦彪, 裴东兴, 靳鸿, 马铁华 申请人:中北大学