自动跟踪无人机的车载天线系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动跟踪无人机的车载天线系统，属于无人领域，其包括多根设置在车载顶部的天线形成具有广角信号的自组网装置；获取无人机在广角信号中的位置的定位装置，和根据无人机与自组网装置的相对位置调整自组网装置的广角信号的朝向的控制装置；与传统地面设置单根天线跟踪无人机相比，多根天线的形成的广角信号范围大，即使无人机与车载间相对速度大，无人机在较长时间内仍会一直处于广角的范围内，且只需微调天线角度即可，改变广角信号的朝向或者扩大广角信号的范围，使无人机一直处于广角信号的范围内；相比于现有技术降低了调节天线角度的频率，以及对无人机定位精度的需求，增强了地面与无人机之间通讯信号的强度。

【技术实现步骤摘要】
自动跟踪无人机的车载天线系统
本专利技术涉及无人机领域，尤其涉及一种自动跟踪无人机的车载天线系统。
技术介绍
无人机近些年来备受各国青睐，它不仅可以用于战场监视，提前预警等军事领域，在民用领域更有广阔的应用前景。它可以携带高清晰可见光或红外摄像系统，能方便的进入人类无法抵达的地区进行空中侦察和空中摄影，可以用来进行地形测绘、灾情监测等。目前，人们已经专利技术了一些不同形式的无人机自动跟踪天线系统，用于增强无人机飞行过程中接收到的信号的强度；例如，专利号为201710954259.3的专利公开了一种无人机自动跟踪天线系统及其跟踪方法；可以使无人机天线和地面天线在对应的控制器控制下实现实时对准；但是这种直接利用地面天线对准无人机的方式需要比较准确的获得无人机与地面天线之间的实时相对位置；要做到这一点既对定位方式有固定要求也要求无人机与地面天线相对速度不能过大；这就导致该专利公开的自动跟踪方式不适用于地面天线移动的情况。如今，静止地面上起降的无人机已经不能满足广大用户的需求，特别是自然灾害或者户外工作时，无人机的降落位置很难设置在某一个定点，而是设置在车上；无人机需要降落至的车载上，由于无人机降落时车载仍在不断的移动，这就大大增加了无人机降落至车载上的难度；因此，目前亟需一种适合动车载动态收放无人的自动跟踪天线系统。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种自动跟踪无人机的车载天线系统，在车载上设置多根倾斜天线，各天线之间组成一个具有广角的自组网；在该自组网的广角内能够为无人机提供强的无线通讯信号；无需天线高频率调整角度跟踪无人机。为实现上述目的，本专利技术提供一种自动跟踪无人机的车载天线系统，包括多根设置在车载顶部的天线，各天线之间辐射范围相互叠加形成具有广角信号的自组网装置；定位装置，定位装置通过自组网装置接收的无人机发送的定位信号，获取无人机在广角信号中的位置；控制装置，根据无人机与自组网装置的相对位置,控制至少一根天线发生旋转，调整自组网装置的广角信号的朝向，使得无人机始终位于广角信号的覆盖范围内。优选的方案，天线至少为两根，两根天线均下端与车载可旋转连接，上端用于产生辐射信号，且两根天线上端之间的距离大于下端之间的距离；形成张口的形状。具体的方案，天线数量为四根，相互间隔设置；任意两根天线之间均满足上述关系，四根天线形成张口形状；四根天线辐射范围叠形成的最大辐射角度为广角信号。具体的方案，广角信号为球锥形，多根天线与车载的连接端的几何中心为球锥形的顶点，天线辐射范围的最远端为球锥形的弧面端；定位装置通过自组网装置接收无人机发送的定位信号时，获取无人机与球锥面顶点的距离和无人机与锥面顶点之间连线与球锥面任意一边缘之间的夹角。具体的方案，定位装置通过自组网装置接收无人机发送的定位信号时，无人机通复合传感器获取与球锥面顶点的距离的相对位置。优选的方案，复合传感器包括用于获取无人机与运动车载在水平面上的相对位置的水平面传感器，以及用于获取无人机与车载间垂直面上的相对距离的垂直距离传感器；通过无人机与运动车载在水平面的相对位置和垂直面的相对距离，得到无人机与运动车载间的相对位置。优选的方案，车载顶部设有底座，天线与底座可旋转连接；天线上还设有角度传感器；控制装置根据角度传感器传输的天线与底座间的相对角度和无人机在广角信号中的位置控制天线发生旋转。具体的方案，控制装置控制天线转动时，控制部分或者全部天线向不同的方向转动，扩大天线之间的张角以扩大广角信号；或者控制全部天线向同一角度旋转，改变广角信号的朝向。优选的方案，控制装置获取无人机在广角信号中的位置时，还获取无人机的速度矢量和车载的速度矢量；并控制天线旋转，使得无人机向靠近球锥形中心轴的方向靠近。其中，无人机靠近球锥形中心轴的方向靠近的含义为，无人机与锥面顶点之间连接与球锥面任意一边缘之间的各个夹角值始终向差值减少的方向变化。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的自动跟踪无人机的车载天线系统，包括多根设置在车载顶部的天线形成具有广角信号的自组网装置；获取无人机在广角信号中的位置的定位装置，和根据无人机与自组网装置的相对位置调整自组网装置的广角信号的朝向的控制装置；与传统地面设置单根天线跟踪无人机相比，多根天线的形成的广角信号范围大，即使无人机与车载间相对速度大，无人机在较长时间内仍会一直处于广角的范围内，且只需微调天线角度即可，改变广角信号的朝向或者扩大广角信号的范围，使无人机一直处于广角信号的范围内；相比于现有技术降低了调节天线角度的频率，以及对无人机定位精度的需求，增强了地面与无人机之间通讯信号的强度。附图说明图1为本专利技术的无人机在广角信号中的示意图。1、天线；2、广角信号；3、无人机。具体实施方式为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。如
技术介绍
所述，随着无人机3的应用范围越来越广，传统的无人机3在静止的地面上起飞或者降落的形式已经无法满足无人机3户外工作的需求，特别是战争或者自然灾害发生时；更多的形式是利用车辆直接搭载无人机3到户外进行各类数据实时采集；但是在无人机3在户外检测各种数据的过程中，车辆也需火速赶往下一个点的途中；传统的如果采用传统的天线1跟踪无人机3实时获取无人机3的采集数据，由于车载本身也在运动导致车载与无人机3之间相对速度大，无人机3段时间内即能飞出地面天线1的信号覆盖范围，所以需要频繁的调整天线1的角度，让天线1始终保持朝向无人机3，且由于天线1信号的覆盖范围不大，故在获取无人机3位置时，对位置精度有较高的要求；这就使得在实际应用中，天线1容易“跟丢”无人机3；导致无人机3的采集数据无法实时上传。基于此，本专利技术提供一种自动跟踪无人机的车载天线系统，参阅图1，其包括多根设置在车载顶部的天线1，各天线1之间辐射范围相互叠加形成具有广角信号2的自组网装置；定位装置，定位装置通过自组网装置接收的无人机3发送的定位信号，获取无人机3在广角信号2中的位置；控制装置，根据无人机3与自组网装置的相对位置,控制至少一根天线1发生旋转，调整自组网装置的广角信号2的朝向，使得无人机3始终位于广角信号2的覆盖范围内。与传统地面设置单根天线1跟踪无人机3相比，多根天线1的形成的广角信号2范围大，增强了地面与无人机3之间通讯信号的强度和范围；即使无人机3与车载间相对速度大，无人机3在较长时间内仍会一直处于广角的范围内，降低了调节天线1角度的频率；且只需微调天线1角度即可改变广角信号2的朝向或者扩大广角信号2的范围，使无人机3一直处于广角信号2的范围内；降低了对无人机3定位精度的需求；可以保障无人机3始终处于自组网形成的广角信号2内；车载天线1不会跟丢无人机3。优选的方案，天线1至少为两根，两根天线1均下端与车载可旋转连接，上端用于产生辐射信号，且两根天线1上端之间的距离大于下端之间的距离；形成张口的形状；具体的两根天线1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动跟踪无人机的车载天线系统，其特征在于，包括/n多根设置在车载顶部的天线，各天线之间辐射范围相互叠加形成具有广角信号的自组网装置；/n定位装置，定位装置通过自组网装置接收的无人机发送的定位信号，获取无人机在广角信号中的位置；/n控制装置，根据无人机与自组网装置的相对位置,控制至少一根天线发生旋转，调整自组网装置的广角信号的朝向，使得无人机始终位于广角信号的覆盖范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动跟踪无人机的车载天线系统，其特征在于，包括
多根设置在车载顶部的天线，各天线之间辐射范围相互叠加形成具有广角信号的自组网装置；
定位装置，定位装置通过自组网装置接收的无人机发送的定位信号，获取无人机在广角信号中的位置；
控制装置，根据无人机与自组网装置的相对位置,控制至少一根天线发生旋转，调整自组网装置的广角信号的朝向，使得无人机始终位于广角信号的覆盖范围内。


2.根据权利要求1所述的自动跟踪无人机的车载天线系统，其特征在于，天线至少为两根，两根天线均下端与车载可旋转连接，上端用于产生辐射信号，且两根天线上端之间的距离大于下端之间的距离；形成张口的形状。


3.根据权利要求2所述的自动跟踪无人机的车载天线系统，其特征在于，天线数量为四根，相互间隔设置；任意两根天线上端之间的距离均大于下端之间的距离，四根天线形成张口形状；四根天线辐射范围叠形成的最大辐射角度为广角信号。


4.根据权利要求1所述的自动跟踪无人机的车载天线系统，其特征在于，广角信号为球锥形，多根天线与车载的连接端的几何中心为球锥形的顶点，天线辐射范围的最远端为球锥形的弧面端；定位装置通过自组网装置接收无人机发送的定位信号时，获取无人机与球锥面顶点的距离和无人机与锥面顶点之间连线与球锥面任意一边缘之间的夹角。


5.根据权利要求4所述的自动跟踪无人机的车载天线系统，其特征在于，定位装置通过自...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚飞，张田，
申请(专利权)人：深圳市贝贝特科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44