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专利名称：地波雷达工作模式自动切换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及雷达探测技术领域，尤其涉及一种用太阳能和风能供电的地波雷达工作模式自动切换装置。
背景技术：
雷达系统的基本部件是发射机、接收机、天线及信号处理系统。OSMAR-S便携式高频地波雷达系统主要用于测量海洋表面的海流、海风、海浪等状态参数，它6分钟可以刷新一次测量数据记录，它可以安装在陆地上，也可以安装在无人的海岛上，雷达系统的能耗 600瓦左右。若安装在无人的海岛上，供电比较困难，传统的办法是架设海底供电电缆提供电源，成本很高，近年来，随着太阳能和风能的快速发展，采用风光互补供电是一种较好的选择，但这种方式供电也有一种缺点，一旦无风无光时，就得靠蓄电池供电，时间一长，蓄电池供电的能力有限，雷达的数据就会中断。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于采用风光互补供电的地波雷达自动切换工作模式的装置，它可以自动检测蓄电池电源电压，并自动切换工作模式，使采用风光互补供电的地波雷达在无人的海岛上即使在连续一段较长时间内，没有风也没有光时延长蓄电池给系统供电10-15小时，保障探测数据不中断。为解决以上技术问题，本发明技术方案为地波雷达工作模式自动切换装置，其不同之处在于其包括蓄电池电压检测电路、比较判决电路、16位计数器电路、驱动门电路、 帧同步脉冲提取电路、整形电路和控制门电路；其中蓄电池电压检测电路包含1路输入，它来自太阳能和风能供电的蓄电池，电路的输出连接到比较判决电路；比较判决电路包括两路输出，一路送16位计数器电路，另一路送整形电路；16位计数器电路包括2路输入、2路输出，输入信号的一路来自比较判决电路，输入信号的另一路来自整形电路，输出信号的一路送至控制门电路相连，输出信号的另一路送至比较判决电路；驱动门电路包含1路输入、 1路输出，1路输入来自雷达系统的控制中心的脉冲控制信号，1路输出送帧同步脉冲提取电路；帧同步脉冲提取电路的输入信号来自驱动门电路，帧同步脉冲提取电路的输出端与整形电路相连；整形电路有2个输入，一路来自帧同步脉冲提取电路，另一路来自比较判决电路；整形电路有2路输出，其中一路和16位计数器电路相连，另一路和控制门电路相连；控制门电路包含3路输入，一路来自16位计数器电路的输出，一路来自整形电路的输出，还有一路来自雷达系统的TP信号，控制门电路的输出与发射机的控制电路的输入相连。按以上方案，所述帧同步脉冲提取电路为一个积分电路，其通过积分电路把TP脉冲序列内的帧同步脉冲提取出来。按以上方案，所述比较判决电路实为一个电压比较器，用于检测蓄电池电压从而选择对地波雷达工作模式进行切换或保持。
按以上方案，当蓄电池电压大于48V时，地波雷达工作模式选择正常模式，当蓄电池电压小于48V时，地波雷达工作模式选择节电模式。按以上方案，所述16位计数器电路为一个和系统的时序同步的定时控制电路，用于控制节电工作周期内发射机的打开与关闭时间。对比现有技术，本发明的有益特点如下
该地波雷达工作模式自动切换装置，当系统转为节电模式后，在无风无光的情况下， 风光互补供电系统可以使雷达延长若干小时的工作时间，这样可以降低雷达系统的投资成本，减小风光互补供电系统的体积，提高系统的稳定性和可靠性。


图1为本发明地波雷达工作模式自动切换装置工作模式电路框图； 图2为本发明地波雷达工作模式自动切换装置工作模式电路原理其中1-蓄电池电压检测电路、2-比较判决电路、3-16位计数器电路、4-驱动门电路、 5-帧同步脉冲提取电路、6-整形电路、7-控制门电路。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。请参考图1和图2，本发明地波雷达工作模式自动切换装置，其包括蓄电池电压检测电路1、比较判决电路2、16位计数器电路3、驱动门电路4、帧同步脉冲提取电路5、整形电路6和控制门电路7 ；其中蓄电池电压检测电路1包含1路输入，它来自太阳能和风能供电的蓄电池，电路的输出连接到比较判决电路2 ；比较判决电路2有2两路输入，2路输出； 一路输入来自电压检测电路1，另一路输入来自16位计数器电路3的一路输出。2路输出中的一路送16位计数器电路3，另一路送整形电路6 ；16位计数器电路3有2路输入，其中一路来自比较判决电路2，另一路来自整形电路6 ；有2路输出，一路和控制门电路7相连，另一路和比较判决电路2相连；驱动门电路4包含1路输入，它来自雷达系统的控制中心，它是发射机的脉冲控制信号TP，它有1路输出，直接送帧同步脉冲提取电路5 ；帧同步脉冲提取电路5有一路输出，它和整形电路(6)相连；整形电路6有2个输入，一路来自帧同步脉冲提取电路5，另一路来自比较判决电路2。有2路输出，一路和16位计数器电路3相连； 另一路和控制门电路7相连；控制门电路7包含3路输入，一路来自16位计数器电路3的输出，一路来自整形电路6的输出，还有一路领着系统的发射机控制脉冲TP，该电路的输出与发射机的TP控制电路的输入相连。蓄电池电压检测电路1的输入接自风光互补供电系统的蓄电池，蓄电池在有风和有光时被充电，电压不断上升，最高可以达到60V，这个电压通过一个逆变器变为220V交流再给雷达系统供电，当无风也无光时，蓄电池开始放电，蓄电池电压逐渐下降，当降到42V 以下时，逆变器就会停止工作，雷达系统也就要停止工作。蓄电池电压检测电路1的作用就是将这个电压转换为比较判决电路2可以承受的电压；图2中，RP1、R1、C1、C2组成蓄电池电压检测电路1，RPl、Rl、是精密电阻，C1、C2为滤波电容。比较判决电路2的作用是对蓄电池电压检测电路1输出的电压进行检测和判断， 它由 U2A、U2B、U3A、U3B、R2、RP2、R3、RP3、R4、R7、R5、C7 等元件组成。其中 U2A、U2B、为比较判断电路，R2、RP2、R3、RP3、是标准的参考电压形成电路，R4、R7、是为比较判断电路的上拉电阻，U3A、U;3B、是控制门电路，R5、C7是一个微分电路，它的作用是把跳变的电平变为一个脉冲去驱动16位计数器电路3。16位计数器电路3是一个定时计数电路，他有2个输入信号，2个输出信号，它由 U5A、U5B, U6A、U6B, U4C、CIO、R9、Rll、D3等元件组成。一个输入信号来自帧同步脉冲提取电路5加在U5A的CLK端作为计数器的定时计数脉冲，另一路输入信号来自比较判决电路 2的输出，加在U5A的MR端，它作为计数器的复位清零信号。它输出2个定时信号，一个是 52分钟的定时信号，它从TOB的Ql端输出，另一个是6. 5分钟的定时信号，它从U6A的Q2 端输出，U5A、U5B、U6A、U6B串接组成16位计数器电路，U4C是一个控制门，CIO、R9、是一个微分电路，它的作用是把跳变的电平变为一个脉冲去驱动比较判决电路2中的U3A控制门电路。R11、D3是一个52分钟到了的指示电路。驱动门电路4由U7A组成，它的作用是把TP脉冲倒一个相，便于提取帧同步脉冲， 它的输出送帧同步脉冲提取电路5。帧同步脉冲提取电路5，它的作用是从TP脉冲序列里提取周期为380ms，宽度为 104ms的同步脉冲；它由R6、C8、R8、D1、RP4、C9、等电路组成，其中R6、C8、R8、构成一个积分电路，它将TP脉冲序列里的TP脉冲滤掉，把帧同步脉冲提取出来，Dl、RP4、C9、是一个匹配电路，它将积分电路输出的残余TP信号进一步滤掉。整形电路6由U4A、U7B、R10、D2、组成，U4A有2个输入，一个是来自积分电路的输出，它加到U4A的2脚，另一个来自比较电路U2B的输出，加到U4A的1脚，它控制U4A只有在蓄电池电压小于48V时U4A才通，与此同时，U7B将此信号倒相后去控制后续的控制门 U3C，使TP脉冲此时不输出。R10、D2、是一个指示电路，在蓄电池电压大于48V时，指示灯控制门电路7由U3C、U4B、R12、D4组成，U3C有2个输入，一个来自U7B的输出， 它加到U3C的10脚，另一个来自U6B的Ql端，当Ql输出为高电平时，使U4B这个控制门打开，TP脉冲可以顺利通过控制门去控制雷达系统的发射机。R12、D4为指示电路，当开发射机时该灯亮。图2中的U1、C3、C4、C5、C6是电源供电电路、Ul是一个电源转换芯片，C3、C4、C5、
C6是滤波电容。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.地波雷达工作模式自动切换装置，其特征在于其包括蓄电池电压检测电路(1)、比较判决电路(2)、16位计数器电路(3)、驱动门电路(4)、帧同步脉冲提取电路(5)、整形电路 (6)和控制门电路(7)；其中蓄电池电压检测电路(1)包含1路输入，它来自太阳能和风能供电的蓄电池，电路的输出连接到比较判决电路(2);比较判决电路(2)包括两路输出，一路送16位计数器电路(3)，另一路送整形电路(6); 16位计数器电路(3)包括2路输入、2路输出，输入信号的一路来自比较判决电路(2)，输入信号的另一路来自整形电路(6)，输出信号的一路送至控制门电路(7)相连，输出信号的另一路送至比较判决电路(2);驱动门电路 (4)包含1路输入、1路输出，1路输入来自雷达系统的控制中心的脉冲控制信号，1路输出送帧同步脉冲提取电路(5);帧同步脉冲提取电路(5)的输入信号来自驱动门电路(4)，帧同步脉冲提取电路(5)的输出端与整形电路(6)相连；整形电路(6)有2个输入，一路来自帧同步脉冲提取电路(5)，另一路来自比较判决电路(2);整形电路(6)有2路输出，其中一路和16位计数器电路(3)相连，另一路和控制门电路(7)相连；控制门电路(7)包含3路输入，一路来自16位计数器电路(3)的输出，一路来自整形电路(6)的输出，还有一路来自雷达系统的TP信号，控制门电路(7)的输出与发射机的控制电路的输入相连。
2.如权利要求1所述的地波雷达工作模式自动切换装置，其特征在于所述帧同步脉冲提取电路(5)为一个积分电路，其通过积分电路把TP脉冲序列内的帧同步脉冲提取出来。
3.如权利要求1所述的地波雷达工作模式自动切换装置，其特征在于所述比较判决电路(2)实为一个电压比较器，用于检测蓄电池电压从而选择对地波雷达工作模式进行切换或保持。
4.如权利要求3所述的地波雷达工作模式自动切换装置，其特征在于当蓄电池电压大于48V时，地波雷达工作模式选择正常模式，当蓄电池电压小于48V时，地波雷达工作模式选择节电模式。
5.如权利要求1所述的地波雷达工作模式自动切换装置，其特征在于所述16位计数器电路(3)为一个和系统的时序同步的定时控制电路，用于控制节电工作周期内发射机的打开与关闭时间。
全文摘要
本发明涉及雷达探测技术领域，尤其涉及地波雷达工作模式自动切换装置，其不同之处在于其包括蓄电池电压检测电路(1)、比较判决电路(2)、16位计数器电路(3)、驱动门电路(4)、帧同步脉冲提取电路(5)、整形电路(6)和控制门电路(7)；该地波雷达工作模式自动切换装置，当系统转为节电模式后，在无风无光的情况下，风光互补供电系统可以使雷达延长若干小时的工作时间，这样可以降低雷达系统的投资成本，减小风光互补供电系统的体积，提高系统的稳定性和可靠性。
文档编号G01R31/36GK102331571SQ20111026699
公开日2012年1月25日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者徐新军, 杨磊, 石振华, 石新智 申请人:武汉德威斯电子技术有限公司