定向天线的追踪方法及通信设备技术

一种定向天线的追踪方法及通信设备，该方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，该通信系统还包括与第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，该方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；接收第二设备发送的第二运动特征信息；根据第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息；按照追踪信息对第一定向天线进行控制，以使第一定向天线朝向第二定向天线。由于第一设备和第二设备上都设置有定向天线，可以使设备双方实现通信信号的集中发送和接收，并且由于可以实时根据设备的运动特征信息自动对定向天线进行跟踪，因此提升了通信双方之间的通信距离和通信质量。

Tracking method of directional antenna and communication equipment

A tracking method of directional antenna and communication equipment, the application of the method in a point-to-point communication system is provided with a certain equipment to the first antenna, the communication system also includes a first device and a wireless communication and is provided with second directional antenna second device, the method includes: a first motion feature information acquisition equipment first the second motion feature information; sending and receiving second equipment; the relative to the second directional antenna tracking information to the antenna is calculated according to the motion characteristics of the first information and the second motion feature information; according to the tracking information of the first directional antenna control, so that the first directional antenna toward second directional antenna. The first and second devices are arranged on the directional antenna, can make both sides realize the signal of the communication equipment to send and receive, owing to the real time according to the movement characteristics of information equipment for automatic directional antenna tracking, so communication distance and communication between the two sides to enhance the quality of.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及定向天线的追踪方法及通信设备。
技术介绍
在无线通信系统中，与外界传播媒介接口的是天线系统。在一个典型的点对点无线通信系统中，比如两架无人机之间，或者无人机与遥控器之间，通信双方均设置了天线，由于通信双方可能实时处于运动状态，因此其相互之间的距离和各自的姿态都会发生变化，为了保证在上述变化过程中的通信不中断，通信双方往往采用全向天线进行通信，从而增加通信的覆盖范围。相关技术中，虽然全向天线可以保证通信一方在天线覆盖范围内的全方向上接收到对端信号，但是基于全向天线的结构，使其无法对通信信号进行集中的发送和接收，从而会影响通信双方之间的通信距离和通信质量。
技术实现思路
本专利技术提供定向天线的追踪方法及通信设备。依据本专利技术的第一方面，提供一种定向天线的追踪方法，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；接收第二设备发送的第二运动特征信息；根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。依据本专利技术的第二方面，提供另一种定向天线的追踪方法，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；接收第二设备发送的第二运动特征信息；根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。依据本专利技术的第三方面，提供另一种定向天线的追踪方法，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；接收所述第二设备返回的所述追踪信息；按照所述追踪信息控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。依据本专利技术的第四方面，提供一种通信设备，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口模块和处理器，其中，所述采集模块，用于采集所述第一设备的第一运动特征信息；所述接口模块，用于接收所述第二设备发送的第二运动特征信息；所述处理器，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息，并按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。依据本专利技术的第五方面，提供另一种通信设备，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口模块和处理器，其中，所述采集模块，用于采集第一设备的第一运动特征信息；所述接口模块，用于接收第二设备发送的第二运动特征信息；所述处理器，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；所述接口模块，还用于将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。依据本专利技术的第六方面，提供另一种通信设备，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口模块和处理器，其中，所述采集模块，用于采集第一设备的第一运动特征信息；所述接口模块，用于向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以及接收所述第二设备返回的追踪信息，所述追踪信息为所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算得到的所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；所述处理器，用于按照所述追踪信息控制控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。由以上本专利技术实施例提供的技术方案可见，本专利技术实施例应用在包括第一设备和第二设备的点对点通信系统中，其中第一设备获取自身的第一运动特征信息，以及接收第二设备的第二运动特征信息，然后根据第一运动特征信息和第二运动特征信息计算出第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息，从而可以按照该追踪信息对第一定向天线进行控制，以使第一定向天线朝向第二定向天线，同理在第二设备侧也可进行与第一设备相同的定向天线的追踪过程。本专利技术实施例中，由于第一设备和第二设备上都设置有定向天线，可以使设备双方实现通信信号的集中发送和接收，并且由于可以实时根据设备的运动特征信息自动对定向天线进行跟踪，因此提升了通信双方之间的通信距离和通信质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一个点对点无线通信系统的应用场景示意图；图2A是本专利技术定向天线的追踪方法的一个实施例流程图；图2B是本专利技术实施例中一个定向天线的示意图；图3是本专利技术定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图；图4A是本专利技术定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图；图4B是本专利技术点对点无线通信系统中一个通信双方的三维空间示意图；图5是本专利技术定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图；图6是本专利技术定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图；图7A是本专利技术实施例中点对点无线通信系统的一个应用场景示意图；图7B是本专利技术实施例中点对点无线通信系统的另一个应用场景示意图；图8是本专利技术定向天线的追踪装置的一个实施例框图；图9是本专利技术定向天线的追踪装置的另一个实施例框图；图10是本专利技术定向天线的追踪装置的另一个实施例框图；图11是本专利技术定向天线的追踪装置的另一个实施例框图；图12是本专利技术定向天线的追踪装置的另一个实施例框图；图13是本专利技术通信设备的一个实施例框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定向天线的追踪方法，其特征在于，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；接收第二设备发送的第二运动特征信息；根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种定向天线的追踪方法，其特征在于，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；接收第二设备发送的第二运动特征信息；根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块，所述获取第一设备的第一运动特征信息包括：在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；所述接收第二设备发送的第二运动特征信息包括：通过所述无线通信链路接收所述第二设备发送的第二运动特征信息。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息包括：检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化；根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；所述根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息包括：根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第一设备的姿态信息和/或所述第一定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和目标偏航角，确定所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线包括：当所述第一定向天线设置在多轴机械云台上时，通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线包括：当所述第一定向天线为天线阵列时，根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息包括所述第一设备的坐标信息。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述第二运动特征信息和第一运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；向所述第二设备发送所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；所述根据所述第二运动特征信息和第一运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息，包括：根据所述第二设备的坐标信息和第一设备的坐标信息，分别计算所述第二设备和第一设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。13.一种定向天线的追踪方法，其特征在于，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；接收第二设备发送的第二运动特征信息；根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块，所述获取第一设备的第一运动特征信息包括：在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；所述接收所述第二设备发送的第二运动特征信息包括：通过所述无线通信链路接收所述第一设备发送的第一运动特征信息；所述将所述追踪信息发送给所述第二设备包括：通过所述无线通信链路将所述追踪信息发送给所述第二设备。17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息包括：检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化；根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息；所述根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息包括：根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和所述目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。19.一种定向天线的追踪方法，其特征在于，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；接收所述第二设备返回的所述追踪信息；按照所述追踪信息控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块，所述获取第一设备的第一运动特征信息包括：在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；所述向所述第二设备发送所述第一运动特征信息包括：通过所述无线通信链路向所述第二设备发送所述第一运动特征信息；所述接收所述第二设备返回的所述追踪信息包括：通过所述无线通信链路接收所述第二设备返回的所述追踪信息。23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息包括：所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述按照所述追踪信息控制控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线包括：当所述第一定向天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军，龚明，黄，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44