CN206595405U - 自动扫描无人机定向遥控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动扫描无人机定向遥控装置，包括定向天线阵列、天线扫描支架、遥控电路***；天线扫描支架上安装定向天线阵列，遥控电路***与天线扫描支架相连控制天线扫描支架水平、垂直旋转。本实用新型可以快速改变天线的波束形状和指向，实现对无人机的指向和跟踪，从而增强遥控设备天线的方向性，提高接收天线的带宽和增益，具有更远的传输距离。
Description
技术领域
本实用新型属于无人机遥控天线技术领域，具体为一种可确定无人机位置方向并且转向、自动进行波束扫描，具有通信、定位和控制功能的高增益无人机遥控设备。
背景技术
无人机技术是目前的热门技术，在民用和军事方面都有广泛的应用，如航拍、监控、救灾、侦查等等。无人机遥控器主要用于接收无人机发回的信号，向无人机发送信号实现对无人机飞行状态的控制。随着无人机功能的拓展，对于无人机遥控器的要求也逐渐增加。
目前，无人机遥控器中的天线主要采用单极子天线，增益较低，不适合远距离控制。由于无人机处于运动状态，发送信号的方向不固定，而单极子天线方向性差，对于一些格式的信息(图像信号等)，无法进行有效传输。另外单极子遥控天线集成度低，使得遥控设备小型化困难，不方便携带。现有无人机遥控器功能较为单一，缺少定位与移动通信功能。
实用新型内容
1、本实用新型的目的。
本实用新型针对目前无人机遥控天线的不足，利用电子相控阵列天线波束控制技术，提供一种具有可转动机械结构和可自动进行波束扫描的自动扫描无人机定向遥控装置。
2、本实用新型所采用的技术方案。
本实用新型提出的自动扫描无人机定向遥控装置，包括定向天线阵列、天线扫描支架、遥控电路***；天线扫描支架上安装定向天线阵列，遥控电路***与天线扫描支架相连控制天线扫描支架水平、垂直旋转。
更进一步具体实施方式，所述的定向天线阵列包括定位天线和移动通信天线，定位天线获取遥控器的具***置信息，通过移动通信天线将位置信息发送给其他移动设备或者远程云端。
更进一步具体实施方式，定向天线阵列为多波段电子相控阵列天线，电子相控改变阵列天线各单元之间信号的相位和幅度关系。
更进一步具体实施方式，所述的阵列天线的电子相控为FPGA的电路。
更进一步具体实施方式，所述的定向天线中的多波段电子相控天线为阵列天线、非阵列天线、阵列天线和非阵列天线的组合。
更进一步具体实施方式，向天线中的多波段电子相控天线为阵列天线和非阵列天线的组合，将传输距离短的高频信号或者数据量大的信号的传输天线设计为阵列天线，无人机飞行控制信号天线设计为非阵列天线。
更进一步具体实施方式，天线扫描支架包括水平扫描支架和垂直扫描支架，载有定位天线和移动通信天线；水平扫描支架用于天线的在水平面上的旋转；垂直扫描支架用于天线在垂直面上的旋转，在垂直扫描支架上载有定位天线和移动通信天线。
更进一步具体实施方式，定位天线和移动通信天线采用共面FPC天线，载于支架内部或表面。
更进一步具体实施方式，水平扫描支架机械转动角度范围为0到360度、垂直扫描支架的机械转动角度范围为0到90度。
3、本实用新型的有益效果。
(1)本实用新型的定向天线阵列为多波段阵列天线，使用电子相控技术，可以快速改变天线的波束形状和指向，实现对无人机的指向和跟踪，从而增强遥控设备天线的方向性，提高接收天线的带宽和增益，使其具有更远的传输距离。
(2)本实用新型的机械结构由水平扫描支架和垂直扫描支架组成，扫描支架上装有伺服马达，可根据接收到的无人机位置信息进行转动，伺服马达具有反应迅速，速度可控和位置精确的特点，使得天线始终朝向无人机，增强天线的方向性，提高传输距离。
(3)本实用新型载有定位天线和移动通信天线，通过定位天线获取遥控器位置信息，移动通信天线可向外界发送遥控者的位置信息和接收到的无人机状态信息，与外界进行通信。
(4)本实用新型遥控器中载有的天线设计在支架内部或者通过共形天线设计在支架表面，与集成度较低的单极子天线相比，这种设计使得遥控器的体积更小，便于设备的小型化，增加便携性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中，双波段定向天线阵列1，垂直扫描支架2，垂直转动马达3，定位天线4，移动通信天线5，水平转动马达6，水平扫描支架7，遥控***电路8。
具体实施方式
实施例1
自动扫描无人机定向遥控装置，包括定向天线阵列、天线扫描支架，遥控电路***。定向天线阵列用于无人机与地面站之间的通信；天线扫描支架具有可水平、垂直旋转的机械结构，并且载有定位天线和移动通信天线；遥控电路***控制天线扫描支架的机械转动。
定向天线阵列用于遥控器与无人机之间点对点通信。定向天线阵列为多波段电子相控阵列天线，电子相控是用电子方法改变阵列天线各单元之间信号的相位和幅度关系，实现天线波束在空间的转动或扫描。多波段阵列天线可以实现不同种类信号的传输，如无人机飞行控制(如使用500MHz)和图像传输通信(如使用900MHz)。
多波段阵列天线的波段频率可以根据无人机的具体功能和发送的信号进行设计，得到不同的组合。阵列天线的电子相控可由如FPGA的电路实现。
定向天线中的多波段天线，可以设计为阵列天线和非阵列天线的组合。例如，可将传输距离短的高频信号或者数据量大的图像信号的传输天线设计为阵列天线，无人机飞行控制信号天线设计为非阵列天线。
天线扫描支架包括水平扫描支架和垂直扫描支架，载有定位天线和移动通信天线。水平扫描支架用于天线的在水平面上的旋转；垂直扫描支架用于天线在垂直面上的旋转，在垂直扫描支架上载有定位天线(GPS/北斗/GLONASS定位天线)和移动通信天线(2/3/4G天线)。定位天线用于获取遥控器的具***置信息，通过移动通信天线将位置信息发送给其他移动设备或者远程云端。定位天线和移动通信天线采用共面FPC天线，载于支架内部或表面。
实施例2
更进一步，本实用新型如图1所示，自动扫描无人机定向遥控装置中的定位天线4用于获取遥控设备的位置，移动通信天线5用于向其他设备传输各种信息，包括遥控器位置信息、无人机飞行状态信息等。定位天线4与移动通信天线5在垂直扫描支架2内部或者通过共形天线设计在垂直扫描支架2表面。
当无人机在空中飞行时，将飞行信息(高度、经纬度等)发送给自动扫描无人机定向遥控装置，其定向天线阵列中的接收天线接收到无人机发送的信息后，再根据定位天线获取的遥控设备自身的位置计算出天线指向在水平和垂直方向上的扫描角度，电子相控***根据扫描角度改变阵列天线各单元之间信号的相位和幅度关系，使得天线波束朝向无人机方向进行扫描。同时，水平、垂直扫描支架上的伺服马达根据扫描角度转动，使得天线朝向无人机，增强天线的方向性和增益。无人机向遥控设备发送采集到的图像信息，由定向天线阵列中的图像传输通信天线接收。
自动扫描无人机定向遥控装置中的定位天线用于获取遥控设备的位置，移动通信天线用于向其他设备传输各种信息，包括遥控器位置信息、无人机飞行状态信息等。
当无人机在空中飞行时，将飞行信息(高度、经纬度等)发送给自动扫描无人机定向遥控装置，其双波段定向天线阵列1中的无人机飞行控制天线接收到无人机发送的信息后，计算出天线在水平和垂直方向上的扫描角度，电子相控***根据扫描角度改变阵列天线各单元之间信号的相位和幅度关系，使得天线波束朝向无人机方向进行扫描。同时，扫描支架上垂直转动马达3和水平转动马达6根据扫描角度转动，使得天线朝向无人机，增强天线的方向性和增益。无人机向遥控设备发送采集到的图像信息，由定向天线阵列1中的图像传输通信天线接收。通过定向天线阵列1中无人机飞行控制天线，遥控设备可向无人机发送飞行指令，控制其飞行状态。
水平扫描支架7机械转动角度范围为0到360度、垂直扫描支架2的机械转动角度范围为0到90度。
上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本实用新型专利的优选实施例进行描述，并非对本实用新型专利的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型专利设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本实用新型专利的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：包括定向天线阵列、天线扫描支架、遥控电路***；天线扫描支架上安装定向天线阵列，遥控电路***与天线扫描支架相连控制天线扫描支架水平、垂直旋转。
2.根据权利要求1所述的自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：所述的定向天线阵列包括定位天线(4)和移动通信天线(5)，定位天线(4)获取遥控器的具***置信息，通过移动通信天线(5)将位置信息发送给其他移动设备或者远程云端。
3.根据权利要求1所述的自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：定向天线阵列为多波段电子相控阵列天线，电子相控改变阵列天线各单元之间信号的相位和幅度关系。
4.根据权利要求3所述的自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：所述的阵列天线的电子相控可为FPGA的电路。
5.根据权利要求3所述的自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：所述的定向天线中的多波段电子相控天线为阵列天线、非阵列天线、阵列天线和非阵列天线的组合。
6.根据权利要求5所述的自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：定向天线中的多波段电子相控天线为阵列天线和非阵列天线的组合，将传输距离短的高频信号或者数据量大的信号的传输天线设计为阵列天线，无人机飞行控制信号天线设计为非阵列天线。
7.根据权利要求1所述的自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：天线扫描支架包括水平扫描支架(7)和垂直扫描支架(2)；水平扫描支架(7)用于天线的在水平面上的旋转；垂直扫描支架(2)用于天线在垂直面上的旋转，在垂直扫描支架(2)上载有定位天线(4)和移动通信天线(5)。
8.根据权利要求1所述的自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：定位天线(4)和移动通信天线(5)采用共面FPC天线，载于支架内部或表面。
9.根据权利要求1所述的自动扫描无人机定向遥控装置，其特征在于：水平扫描支架(7)机械转动角度范围为0到360度、垂直扫描支架(2)的机械转动角度范围为0到90度。
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| CN109346845A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-02-15 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 天线调整方法、装置、设备、无人机***及可读存储介质 |
| WO2019128421A1 (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 无人飞行器跟踪天线，遥控器套件以及无人飞行器套件 |
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