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CN111834729B - 一种科考船气象雷达和卫通c天线连锁控制装置 - Google Patents

一种科考船气象雷达和卫通c天线连锁控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置，包括一雷达桅、一气象雷达天线和控制器、两套卫通C天线和控制器、若干卫通C和气象雷达运行状态显示和报警板、若干电源、通讯和控制电缆，气象雷达对空标校和探测时要求天线无遮挡且发射功率大，卫通C对空收发航行信息也要求天线无遮挡且易被强信号干扰，二者在空间布置和信号电磁兼容上存在冲突，本发明将气象雷达天线安装在雷达桅尽可能最高处，其中1套卫通C天线安装在气象雷达天线顶部，该卫通C和气象雷达控制器之间进行信号传输实现两个系统的控制连锁，既避免卫通C天线被气象雷达天线破坏的危险，又确保气象雷达在对空标校和探测的有效和准确。

Description

一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置
技术领域
本发明涉及一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置，属于船舶设计和制造技术领域。
背景技术
随着人类对海洋气象研究的深入，在综合科考船上安装气象雷达的需求逐步增加。由于气象雷达探测距离和精度要求的提高，发射的脉冲功率较大，工作时在指向角或俯仰角上进行调整、在方位上进行360°旋转，并要求天线无遮挡，极易对周边的无线电通讯设备造成损害，通常的解决方式就是将气象雷达安装在雷达桅的较高处，并使其它通讯天线避开其发射波束角。卫通C作为GMDSS的重要设备，承担着船舶紧急时通过海事卫星与其它船舶或岸上服务中心进行通讯的重要任务，也要求天线对空收发航行信息无遮挡，同时由于其发射和接受的信号较小，极易被周边的大功率发射设备干扰或损坏，通常也是将其安装在雷达桅的最高处。
本发明针对综合科考船只有一个罗经甲板、一个雷达桅、天线众多、空间有限的现状，提出一种能够解决气象雷达和卫通C的天线在空间布置和信号电磁兼容上存在的冲突的设计，对两个天线的布置进行综合平衡，对两个系统的运行状态进行连锁控制，在不影响各自设备性能的前提下，既避免卫通C天线被气象雷达天线破坏的危险，又确保气象雷达在对空标校和探测的有效和准确。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种科考船气象雷达和卫通C天线布置和连锁控制的设计，以解决以上技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置：
一雷达桅，安装在船舶的罗经甲板上；
一气象雷达天线，安装在雷达桅上的适当的平台上；
两套卫通C天线，互为备用，其中一套安装在气象雷达天线罩上，另一套安装在气象雷达发射波的最大指向角之外的处所，本实施例示意安装在罗经甲板上；
一气象雷达控制器，含程序控制模块，安装在气象室；
两套卫通C控制器，均安装在驾驶甲板报务区；
若干气象雷达和卫通C运行状态显示和报警板，安装在气象室和驾驶甲板报务区。
若干用于对所述气象雷达和安装在气象雷达天线罩上卫通C进行控制的继电器和触点。
若干电源、通讯和控制电缆。
进一步地，在所述雷达桅上设置用于安装气象雷达天线的坚固而稳定的平台；
进一步地，所述气象雷达天线罩上设置有用于安装一套卫通C天线的底座，应具有适当的加强；
进一步地，所述的卫通 C站如果先于气象雷达控制器起动，将自动向气象雷达发出连锁信号，确保气象雷达起动后自动执行对气象雷达天线发射波的指向角进行限制的程序，本实施例示意发射波的指向角为0°～85°；
进一步地，所述气象雷达在系统在扫描前首先检测安装在其天线罩上的卫通C是否运行，如已运行，则气象雷达天线系统自动执行发射波的指向角受限的控制程序，本实施例示意发射波的指向角为0°～85°；
进一步地，所述气象雷达在系统在扫描前首先检测安装在其天线罩上的卫通C是否运行，如未运行，则气象雷达将控制信号送到该卫通C的控制回路确保卫通C不能再被起动，同时气象雷达系统自动执行天线发射波的指向角不受限的控制程序。
进一步地，所述天线安装在气象雷达天线罩上的卫通C系统，为了防止被气象雷达天线工作时产生的电磁干扰所影响，从控制器到天线的电源、控制和信号电缆均应敷设在金属保护套管内。
进一步地，所述卫通C系统配置两套，互为备用，其中一套安装在气象雷达天线罩上，另一套安装在气象雷达发射波的最大指向角之外的处所，本实施例示意安装在罗经甲板上；
进一步地，针对从事国际航行船舶，当安装在气象雷达天线罩上的卫通C被禁止运行后，其余无线电通讯设备的配置，应满足GMDSS要求船舶采用双套设备确保可用性的要求。
进一步地，所述气象雷达和卫通C运行状态显示和报警板，安装在气象室和驾驶甲板报务区，接收来自气象雷达控制器和两套卫通C控制器的运行状态信息并进行显示，特别是如气象雷达系统在扫描前没有接收到安装在其顶部的卫通C的运行信号，将发出声光报警，提醒气象室和驾驶甲板报务区的操作人员禁止起动安装在气象雷达天线罩上的卫通C，并起动安装在罗经甲板上的卫通C，使船舶保持正常的外部通讯。
进一步地，所述气象雷达和卫通C运行状态显示和报警板，将气象雷达和卫通C的运行状态和报警信息送到船舶局域网，利用网络的有线和无线传输技术，使管理人员通过电脑软件或手机 APP进行远程监控。
本发明涉及一种科考船气象雷达和卫通C天线布置和连锁控制的设计，针对只有一个罗经甲板、一个雷达桅、天线众多、空间有限的现状，无需设置独立的气象雷达桅，在常规设计的雷达桅结构的基础上，将气象雷达天线安装在雷达桅尽可能最高处，卫通C天线安装在气象雷达天线罩上，同时满足气象雷达天线对空标校和探测气象信息时无遮挡、卫通C天线对空收发航行信息时无遮挡的使用要求，再通过卫通C控制器和气象雷达控制器之间的信号传输和控制，实现了两个系统的有效连锁，避免卫通C天线被气象雷达天线破坏的危险，确保气象雷达在对空标校和探测时信号的有效和准确，有效解决了二者在空间布置和信号电磁兼容上存在冲突的技术难题。同时在相关操作处所设置设备的运行状态信息显示和报警板，提醒工作人员进行正确操作，并将气象雷达和卫通C的运行状态和报警信息送到船舶局域网，利用网络的有线和无线传输技术，使管理人员通过电脑软件或手机 APP进行远程监控。
附图说明
图1为本发明的气象雷达系统和卫通C系统的控制逻辑框图；
图2为本发明的雷达桅、气象雷达天线、卫通C天线和相关设备的布置图；
图3为本发明的气象雷达系统、卫通C系统和相关设备的电路连接图；
图4为本发明的气象雷达系统、卫通C系统控制回路进行连锁的原理图；
附图标记：1-雷达桅；2-气象雷达天线； 3-气象雷达天线罩； 4-卫通C天线基座；5、6-卫通C天线；7、8-卫通C控制器；9-气象雷达控制器；10、11-气象雷达和卫通C天线运行状态显示和报警板；12、14-断路器；13、15、16-继电器; 17-气象雷达程序控制模块。
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的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明的目的在于提供一种科考船气象雷达天线和卫通C天线控制和布置的方案。将气象雷达天线安装在雷达桅尽可能最高处，卫通C天线安装在气象雷达天线罩上，再通过卫通C控制器和气象雷达控制器之间的信号传输和控制，实现了两个系统的有效连锁，避免了卫通C天线被气象雷达天线破坏的危险，确保气象雷达在对空标校和探测时信号的有效和准确，同时在气象雷达、卫通C的操作处所设置设备的运行状态信息显示和报警板，提醒工作人员进行正确操作，并将气象雷达和卫通C的运行状态和报警信息送到船舶局域网，可使管理人员通过电脑软件或手机 APP进行远程监控。
如图1所示，为本发明的气象雷达系统和卫通C系统的控制逻辑框图。
如图2和图3所示，包括一雷达桅1，设置在船舶的罗经甲板上，是安装气象雷达天线和卫通C天线的机构主体；
一气象雷达天线2，安装在雷达桅上的平台上，其气象雷达天线罩3上设置有一个安装卫通C天线基座4；
两套卫通C天线5、6，其中卫通C天线5安装在气象雷达天线罩3上，卫通C天线6安装在气象雷达发射波的最大指向角度之外的处所，本实施例示意安装在罗经甲板上；
两套卫通C控制器7、8，其中卫通C控制器7至少包括断路器12、继电器13和相应的控制触点，卫通C控制器7、8均安装在驾驶甲板报务区内，卫通C天线5和卫通C控制器7、卫通C天线6和卫通C控制器8分别存在相对应的控制关系；
一气象雷达控制器9，至少包括断路器14、继电器15、16和相应的控制触点，以及一个气象雷达程序控制模块17，安装在气象室；
两套气象雷达和卫通C天线运行状态显示和报警板10、11，其中10安装在气象室，11安装驾驶甲板报务区。该运行状态显示和报警板，接收来自卫通C控制器7、8以及气象雷达控制器9的运行状态信息并进行显示，特别是接收到气象雷达控制器9的运行信号、但是没有接收到安装在其顶部的卫通C控制器7的运行信号时，将发出声光报警信号，提醒气象室、报务区的操作人员禁止运行安装在气象雷达天线罩上的卫通C天线5和卫通C控制器7，应运行安装在罗经甲板上的卫通C天线6和卫通C控制器8，使船舶保持正常的外部通讯。
其中一个气象雷达和卫通C天线运行状态显示和报警板11，将气象雷达和卫通C的运行状态和报警信息送到船舶局域网，利用网络的有线和无线传输技术，使管理人员通过电脑软件或手机 APP对设备的运行状态进行远程监控。
在卫通C控制器7和气象雷达控制器9之间连接一根信号线，实现两个系统的双向控制连锁，既避免卫通C天线被气象雷达天线破坏的危险，又确保气象雷达在对空标校和探测的有效和准确。其控制原理见图4。
图4为本发明的气象雷达系统、卫通C系统控制回路进行连锁的原理图。
当卫通C控制器7控制回路断路器12合闸后，如果气象雷达控制回路断路器14没有合闸，则继电器K1得电，其两个常开触点K1(a)、K1(b)闭合，K1(a)使本设备的控制回路供电，K1(b)接到气象雷达控制回路对其进行连锁控制，确保即使气象雷达控制器9的控制回路的断路器14也被合闸后，气象雷达的程序控制模块17自动执行对气象雷达天线发射波的指向角进行限制的程序，以确保卫通C天线5和卫通C控制器7的安全。
当气象雷达控制器9的控制回路的断路器14合闸后，为了保证通C天线5和卫通C控制器7的安全，首先检测卫通C控制器7控制回路断路器12是否合闸。
（1）如卫通C控制器7控制回路断路器12已经合闸，因继电器K1的常开触点K1(b)已经闭合，继电器K2得电，其常闭触点K2(a)断开，使继电器K3保持断电状态，同时其两个常开触点K2(b)、K2(c)闭合，K2(b)使本设备的控制回路供电，K2(c)送到气象雷达的程序控制模块17，自动执行对气象雷达天线发射波的指向角进行限制的程序，确保卫通C天线5处于气象雷达天线2对空进行标校和探测气象信息时发射波的指向角之外，本实施例气象雷达天线2发射波的指向角范围为0°～85°。
（2）如卫通C控制器7控制回路断路器12并未合闸，也就是继电器K1没有得电，其常开触点K1(a)、K1(b)保持断开状态，继电器K2也保持失电状态，其常闭触点K2(a)保持闭合，使继电器K3得电，继电器K3的常闭触点K3(a)断开，接到卫通C控制器7控制回路对其进行连锁控制，确保卫通C控制器7在气象雷达控制器9的控制回路断路器14合闸条件下不能运行，同时其两个常开触点K3(b)、K3(c)闭合，K3(b)使本设备的控制回路供电，K3(c)送到气象雷达程序控制模块17，自动执行对气象雷达天线发射波的指向角不进行限制的程序。
气象雷达程序控制模块17，接受两个控制信号，当K2(c)闭合时，自动执行对气象雷达天线发射波的指向角进行限制的程序，当K3(c)闭合时，自动执行对气象雷达天线发射波的指向角不进行限制的程序。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置，其特征在于，
包括一雷达桅，安装在船舶的罗经甲板上；
一气象雷达天线，安装在雷达桅上的平台上；
两套卫通C天线，互为备用，其中一套安装在气象雷达天线罩上，另一套安装在气象雷达发射波束角度之外的处所；
一气象雷达控制器，含程序控制模块，安装在气象室；
两套卫通C控制器，均安装在驾驶甲板报务区；
若干用于对所述气象雷达和安装在气象雷达天线罩上卫通C天线进行控制的继电器和触点；
若干电源、通讯和控制电缆；
所述气象雷达控制器的程序控制模块，根据安装在气象雷达天线罩上的卫通C天线运行状态，判断是否执行气象雷达天线发射波的指向角限制的程序：
若气象雷达天线罩上的卫通C天线先于气象雷达控制器起动，向气象雷达控制器发出连锁信号，确保气象雷达控制器起动后自动执行对气象雷达天线发射波的指向角进行限制的程序；
若气象雷达天线在扫描前检测到安装在气象雷达天线罩上的卫通C天线的运行信号后，执行对气象雷达天线发射波的指向角进行限制的程序，确保卫通C天线处于气象雷达发射波的指向角之外；
若气象雷达天线在扫描前没有检测到安装在气象雷达天线罩上的卫通C天线的运行信号，执行气象雷达天线发射波的指向角不限制的程序，同时发出禁止起动安装在其顶部卫通C天线的连锁信号。
2.根据权利要求1所述的一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置，其特征在于，还包括若干气象雷达和卫通C天线运行状态显示和报警板，安装在气象室和驾驶甲板报务区。
3.根据权利要求2所述的一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置，其特征在于，所述科考船只有一个雷达桅，所述雷达桅设置一个足够坚固而稳定的平台，能够将气象雷达天线安装在尽可能最高处，使气象雷达天线对空无遮挡地探测气象信息。
4.根据权利要求3所述的一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置，其特征在于，所述气象雷达天线，具有一个坚固的天线罩，能够在其顶部安装一个卫通C天线，并使该卫通C天线对空无遮挡地收发航行信息。
5.根据权利要求4所述的一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置，其特征在于，所述的气象雷达和卫通C天线运行状态显示和报警板，接收来自卫通C天线以及气象雷达天线的运行状态信息并进行显示，当收到气象雷达控制器运行信号、而没有接收到安装在其顶部的卫通C天线的运行信号时，发出声光报警信号，提醒气象室、报务区的操作人员禁止起动安装在气象雷达天线罩上的卫通C天线，应运行安装在罗经甲板上的卫通C天线，使船舶保持正常的外部通讯。
6.根据权利要求5所述的一种科考船气象雷达和卫通C天线连锁控制装置，其特征在于，所述的气象雷达和卫通C天线运行状态显示和报警板，将所有设备的运行信号和报警信号送到船舶局域网，利用网络的有线和无线传输技术，使管理人员通过电脑软件或手机APP进行远程监控。
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