一種船舶北斗導航天通衛星電話終端外殼結構的設計

陳麗坤 蘇秀松

摘? 要：本設計的目的在于提供一種能實現天通接收和發射天線與北斗/GPS天線一同安裝，且整體布局合格，體積小的北斗導航天通衛星電話終端。該設計由殼體和蓋體組成，殼體內凸設有四安裝塊，四安裝塊沿殼體的周向間隔環繞排列，安裝塊呈頂面為開口的中空結構，殼體位于四安裝塊所圍成的空間范圍內具有用于電源安裝的電源安裝結構和用于線路板插入安裝的插裝結構，且殼體的內支撐柱上拆裝有印刷電路板，印刷電路板上拆裝有向上延伸的、兩端呈開口狀的中空安裝柱，上述中空安裝板的頂面具有其尺寸大于安裝柱外徑的方形安裝塊，該設計穩定安全，實用性強，穩定性高。

關鍵詞：船舶定位;北斗/GPS雙模定位模塊;新型結構

中圖分類號：F326.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）10-0033-03

Abstract： The purpose of this design is to provide a small satellite phone terminal which can realize the installation of Tiantong receiving and transmitting antenna and Beidou/GPS antenna， and the overall layout is qualified. The design is composed of a shell and a cover body， the shell is protruding with four mounting blocks， the four mounting blocks are arranged at intervals along the circumferential direction of the shell， and the installation block is a hollow structure with an opening on the top surface. The shell is located in the space surrounded by the four mounting blocks with a power installation structure for power installation and a plug-in structure for circuit board insertion and installation， and the inner support column of the shell is disassembled with a printed circuit board. A hollow installation column extending upward and with open ends at both ends is disassembled on the printed circuit board， and the top surface of the hollow installation plate has a square installation block whose size is larger than the outer diameter of the installation column， and the design is stable， safe， practical and stable.

Keywords： ship positioning; Beidou/GPS dual-mode positioning module; new structure

引言

海洋經濟活動是沿海地區普遍的收入來源。在海洋經濟的各項活動中，遇到的一個重大問題是安全與救生問題。在海洋經濟活動中可能會發生觸礁、大風暴、巨浪、海盜、外國軍警船的威脅、海洋生物威脅、平臺/船碰撞、失去動力等具有毀滅性的事故，嚴重威脅人命安全，威脅海洋經濟活動[1]。如無法解決海上遇險救援報警問題和降低人員傷亡數量的問題，將直接影響海洋經濟的發展。為此，現在船舶上均配設有帶天線的電話終端，利用此電話終端進行求救，但此電話終端采用的天線是雙頻天線，在偏僻地方時信號稍弱。隨著科技的進步，天通衛星通信的誕生，人們將天通衛星通信技術應用在海上通信領域中，天通通信模塊使信號穩定，使郊區、偏遠地區都有穩定的信號，配合北斗/GPS雙模定位模塊可對船舶的位置信息準確地發送給救援部隊[2]，實現精準救援。隨著天通衛星通信的技術推廣，福建省飛通通訊科技股份有限公司（以下簡稱飛通公司）受農業部漁業漁政管理局委托，和中國電信衛通公司主導起草了《漁業船舶天通衛星船載終端技術規范（試行）》，同時，飛通公司也相應地將成熟的天通衛星通信系統轉用至漁業船舶的電話終端，但是因受天通天線尺寸外形的受限，現有的漁業船舶的電話終端的殼體無法實現安裝。為此，飛通公司進行了深入的研究，設計出了一種同時搭載天通接收和發射天線與北斗/GPS天線的新型外殼結構，滿足了終端集成的需要，并且整體布局緊湊合理，不會造成內部線路雜亂，具有很強的實用性。

1 北斗導航天通衛星電話終端總體結構設計

本設計的目的在于提供一種能實現天通接收和發射天線與北斗/GPS天線一同安裝，其總體結構設計如圖1所示。

上述蓋體的高度高于上述殼體的高度，上述蓋體的外徑呈由下至上漸縮設置，上述殼體的上端端面具有向外延伸的疊放環，上述疊放環上下凹有閉環形凹槽，上述蓋體的下底面凸設有嵌放于閉環形凹槽內的嵌入環和套設于疊放環外的套裝環，上述疊放環的外側壁向外凸設有若干個沿疊放環的周向方向間隔環繞分布的鎖緊塊，上述套裝環位于各鎖緊塊處相應凹設有供鎖緊塊嵌入的容置凹槽，上述容置凹槽上凸設有供螺絲伸入于內螺裝的螺絲安裝柱，上述鎖緊塊上開設有供螺絲由下而上穿過安裝的螺絲安裝孔。本設計省略蓋體的結構如圖2。

2 北斗導航天通衛星電話終端各部分結構設計和實施方案

采用本文設計的新型結構和技術方案的北斗導航天通衛星電話終端安裝時，利用碗形結構使整個殼體內部形成有中空空間，并配合四安裝塊可將電話終端的單個部件（如衛星通信模塊、導航模塊等）對應放置于內安裝，電源單獨放置于電源安裝結構內，線路板插入插裝結構內，使電話終端的多個部件呈單獨獨立設置，避免了隨意放置造成線路打結的問題和安裝不牢固而影響電連接穩定性的問題，且底面的取裝口方便電話終端的存儲卡的取下，無需將外殼拆開，使用方便，并利用印刷電路板和中空安裝柱可將天通天線（即天通發射天線和接收天線）對應印刷在印刷電路板和中空安裝柱上，再將北斗/GPS天線安裝在方形安裝塊上，實現天通天線和北斗/GPS天線的共同安裝，使電話終端能實現四個頻段通信，且整體布局緊湊合理，不會造成內部線路雜亂，并使整體體積不會粗廣。其內部結構如圖3所示。

2.1 殼體各部分設計

北斗導航天通衛星電話終端，具有外殼，上述外殼由其底面封閉、頂面開口呈碗形的殼體和蓋設在殼體開口上、其頂面封閉底面開口呈碗形的蓋體組成，上述殼體與上述蓋體拆卸配合，上述殼體內凸設有四安裝塊，四安裝塊沿殼體的周向間隔環繞排列，上述安裝塊呈頂面為開口的中空結構，上述殼體位于四安裝塊所圍成的空間范圍內具有用于電源安裝的電源安裝結構和用于線路板插入安裝的插裝結構，且上述殼體的底面位于此插裝結構處開設有與殼體相通的取裝口，上述殼體內拆裝有處于殼體上端端口處的支撐平板，上述支撐平板的上方設有支撐柱，上述支撐柱上拆裝有印刷電路板，上述印刷電路板上拆裝有向上延伸的、兩端呈開口狀的中空安裝柱，上述中空安裝板的頂面具有其尺寸大于安裝柱外徑的方形安裝塊，上述方形安裝塊呈其頂面為開口的中空塊體，上述方形安裝塊的底面開設有與中空安裝柱相通的出線孔。

殼體的內底面中心部位處凸設有向上延伸的中空隔離柱，上述殼體的下底面對應于中空隔離柱處開設有與中空隔離柱相貫通的安裝通孔，上述中空隔離柱的頂面開設有線孔，上述中空隔離柱的內頂面向上凹設有與線孔相通的定位凹陷，上述中空隔離柱、安裝通孔和定位凹陷構成所述的電源安裝結構。殼體的內底面位于中空隔離柱外和其一安裝塊之間的部位處向上凸設有兩塊相對間隔設置的立柱，兩立柱相對的對立面上凹設有沿立柱的上下方向延伸的凹槽，此凹槽的上端端部通至立柱的頂面外，且立柱的寬度呈由下至上漸縮設置，兩立柱構成所述的插裝結構。安裝塊為條狀方形結構，四安裝塊圍成一正方形空間，上述殼體的內底面位于兩安裝塊之間的部位處向上延伸有具有內螺紋的螺紋柱，上述螺紋柱的高度高于上述安裝塊的高度上述安裝塊長度方向的兩側壁頂面均下凹有凹陷口。上述連接柱的上端端部嵌設于上安裝孔內，上述連接柱與上述螺紋柱通過螺絲鎖固在一起。殼體的省略外殼結構和中空安裝柱圖示見圖4、圖5。

2.2 具體實施方案

本設計的北斗導航天通衛星電話終端結構在文章圖1-5已經基本介紹，具有外殼，外殼由其底面為封閉、頂面為開口呈碗形的殼體1和蓋設在殼體1開口上、其頂面為封閉底面為開口呈碗形的蓋體2組成，殼體1與蓋體2拆卸配合，螺絲安裝柱與鎖緊塊相疊配合，鎖緊塊112上開設有供螺絲由下而上穿過安裝的螺絲安裝孔113，螺絲安裝孔113與螺絲安裝柱相對位，螺絲由下至上依次穿過螺絲安裝孔至螺絲安裝柱內，并與螺絲安裝柱鎖固連接，實現蓋體2與殼體1的鎖固配合;并利用嵌入環、套裝環與疊入環的配合使整個外殼較為密閉配合，不易從蓋體與殼體的結合處進水。所述的殼體1內凸設有四安裝塊12，安裝塊12為條狀方形結構，四安裝塊12圍成一正方形空間，四安裝塊12沿殼體1的周向間隔環繞排列，安裝塊12呈頂面為開口的中空結構，利用四安裝塊12可將電話終端中通訊系統的大部件（如導航模塊、天通模塊）獨立對應一一對應在安裝塊12的空間內，避免各器件的隨意放置而造成接線打結和電接觸不良的問題。安裝時，支撐平板3將殼體1內的其它電部件隱藏起來，不會顯露在外，并避免殼體內各電部件上下竄動，再配合印刷電路和中空安裝柱6能將天通接收和發射天線印刷上，實現天通天線的安裝，最后和方形安裝塊能將北斗/GPS天線安裝其上，并使北斗/GPS天線的連接導線經出線孔和中空安裝柱穿出與印刷電路板5電連接，使天線和北斗/GPS天線的接線均隱藏起來。本實用新型的北斗導航天通衛星電話終端，經過設計和更改使北斗/GPS天線和天通天線能與原有電話終端的通訊系統共同安裝在一起，使電話終端實現北斗導航和天通通信應用在漁船的電話終端上，具有四個頻段通信，對于漁船用電話終端是一個新突破。

3 結束語

本文針對現有漁業船舶通信的不足，設計了一個新型結構。與現有技術相比，其具有如下有益效果：（1）能實現電話終端的單個部件（如衛星通信模塊、導航模塊等）對應獨立在一個空間內放置安裝，電源單獨放置于殼體外，與其它電部件分離安裝，方便各線路的放置和連接，避免了隨意放置造成線路打結的問題和安裝不牢固而影響電連接穩定性的問題，并易于電源的更換;（2）插裝結構13和取裝口131的配合，一方面使電路板的放置不占據空間，線路板插入插裝結構內，另一方面，存儲卡經取裝口能直接插拔，無需打開整個外殼，使用方便;（3）通過印刷電路板和中空安裝柱可將天通天線100（即天通發射天線和接收天線）對應印刷在印刷電路板和中空安裝柱上，符合天通天線的尺寸和形狀，再將北斗/GPS天線200安裝在方形安裝塊61上，實現天通天線和北斗/GPS天線的共同安裝，使電話終端能實現四個頻道通信;（4）整體布局緊湊合理，不會造成內部線路雜亂，且殼體和蓋體的形狀設計使整體體積更為科學合理。

總的來說，該設計使用價值高，安全可靠，市場推廣前景較好。

參考文獻：

[1]曹英志，翟偉康，張建輝，等.我國海洋漁業發展現狀及問題研究[J].中國漁業經濟，2015，33（05）：41-46.

[2]潘未莊，陳石平，牛明超.一款北斗/GPS雙模定位模塊設計與實現[J].全球定位系統，2014，39（02）：34-37.

[3]沈雄，龔全.船舶電視電話[J].船電技術，1994（04）：27-30+64.

[4]我國海上船舶與陸地通信實現海事衛星號段直撥[J].軍民兩用技術與產品，2017（15）：24.