线控升降天线系统技术方案

一种能够克服现有的液压升降天线高度的不足，采用螺旋桨的线控升降天线系统。由“高空装置１”和“地面装置２”两大部分组成。“地面装置”通过电缆线连接给“高空装置”提供电能，让螺旋桨带动“高空装置”升空，高度可以延伸到几十米到几百米。“高空装置”上面安装无线电设备，担任“远端用户”和“地面装置”的中继任务，使通信距离超过１００～２００ｋｍ，能翻越天然山体、城市建筑物的阻挡。与直升飞机、无人驾驶机相比，本系统维护费用低，无噪声，连续运行；与热气球、飞艇通信相比，升降更快捷灵活，“高空装置”体积小，不易被敌方发现和摧毁。系统特别适合机动灵活的战地通信、公安／安全部门的现场追踪通信；也能真正意义上实现新闻“现场直播”。

【技术实现步骤摘要】
线控升降天线系统本专利技术涉及一种无线通信的夭线系统，尤其是能快速便捷的自动升降，升降高度可以延 伸到几十米到几百米，是一般液压升降天线无法达到的高度，特别适合战地灵活机动的需要。 目前，无线通信受到收发天线高度的限制，容易受到收发两点之间高大建筑物、山体的遮 挡，即使海平面上也不能传得太远，原因在于地球是圆球体，表面是圆弧形的， 一般超过50km 就不是可视的直线距离了,所以要想增加主要特征靠直线传播的无线电设备的通信距离，最好 的办法是增加收发夭线的高度，尽量让收发两点之间变得可视。传统的办法是将收发天线架 设在建筑物、高山顶部，并且在其上面还要修建铁塔尽量增加天线高度，成本很高， 一般的 铁塔成本是每一米约l万元人民币，并且只适合固定点之间的通信。随着杜会进步，电视广播 已经趋于现场直播，即将现场发生的图像、声音直接发到电视台，电视台不经过编辑或者经 过简单的编辑直接向用户传送，要求尽量短的时延。尽管好多电视台都搞了新闻现场、新 闻直播类节目，其实他们一般都不是真正的现场直播，是将新闻现场的图像、声音用摄像 机摄录后，将磁带送到电视台编辑处理后再播放的，中间经过录制、磁带传递、编辑、播放 几个过程，所以实质意义上讲根本就不是现场直播，现在有了线控升降天线系统就可以实 现真正意义的现场直播了 。摄像机的音视频信号通过无线方式传送到旁边车载设备上的线控 自动升降天线系统顶端高空装置的通信转发设备，再将信号直接转发回电视台，电视台 再播放。整个过程是连续的，时延小于l秒钟。同样，该天线适合灵活机动的战地通信、公安 /安全部门的现场追踪通信。目前，公知的液压升降天线的髙度最高也就10多米，通信距离仍然有限，特别是在高楼 林立的城市，常见的建筑物高度少则几十米，高则一百多米到两百米，所以用普通的液压升 降天线通信无法翻越高楼的遮挡；部队在山区、丘林遇到天然的山体遮挡，用普通液压升降 天线的通信距离也有限，即使在平原、沙漠、海平面上也不能传得太远，原因在于地球是圆 球体，表面是圆弧形的，一般超过50kffl就不是可视的直线距离了，通信距离也就50km左右。为了克服现有的液压升降天线高度的不足，本专利技术提供一种采用螺旋桨的线控升降天线 系统，能快速便捷的自动升降，升降高度可以延伸到几十米到几百米，是一般液压升降天线 无法达到的高度，特别适合战地灵活机动的需要。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是由高空装置和地面装置两大部分 组成。高空装置通过上面的陀螺仪/GPS定位仪发回地面装置，地面装置再与自己 的GPS定位信息通过计算，发出指令控制高空装置的坐标位置。地面装置通过电缆线 给高空装置提供电能，使高空装置的螺旋桨升降而离开地面，并通过收放电缆线的 长度以控制高空装置的升降髙度；高空装置的横向位置(经度、纬度〉通过高空装 置横向的几个空气推动装置控制设定的经度、纬度坐标位置，不会被风力等因素偏离运行 轨迹。高空装置上面还可以安装无线电接收和转发设备(或其他通信设备及照明设备等)， 将地面装置发射信号接收再转发给远端用户(如指挥中心等)，同时又可以接收远端 用户的信号，再转发给地面装置，使远端用户和地面装置之间保持单向或双向 通信。本专利技术的有意效果是，通过升高天线的高度达到几十米至几百米，使通信距离超过100 200km，能翻越天然山体、城市建筑物的阻挡，安装、升降能在一分钟内完成，方便、灵活机 动。而且与直升飞机、无人驾驶机相比，本系统维护费用低，使用时无噪声，只要地面装 置提供不间断电源能连续运行；与热气球、飞艇通信相比，升降更快捷灵活，高空装置 的体积小，不易被敌方发现和摧毁。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 图l是本专利技术的电路原理框图。图中O.陀嫘仪/GPS定位仪，l.高空装置，2.地面装置，3.垂直升降嫘旋桨，4.发动机， 5.水平推动螺旋桨，6.高空收发天线，7.高空无线电台，8.高空核心控制模块，9.电源转 换模块，10.电缆自动收放器，ll.升压器，12.地面核心控制模块，13.地面收发天线，14. 地面无线电台，15.电台有线/无线数据接口， 16.车载电源，17.接地端，18.馈电用电缆。图2是应用示意图。图中l.高空装置，2.地面装置，18.馈电用电缆，19.无线摄像机，20.远端用户。 具体实施例方式在附图说明图1中，天线系统由高空装置(l)和地面装置(2)两大部分组成。地面装置 (2)通过馈电用电缆(18)给高空装置(l)提供电能，使高空装置(l)的垂直升 降螺旋桨(3)上升而离开地面。高空装置的横向位置(经度、纬度)通过横向的几个水 平推动嫘旋桨(5)控制设定的经度、纬度坐标位置，不会被风力等因素偏离运行轨迹。高 空装置(l)的升降高度由地面装置(2)的电缆自动收放器(10)縮放馈电用电缆(18) 的长度达到控制目的，这里的电缆选用高强度、高韧性、抗紫外线、抗腐蚀、抗氧化、外皮 绝缘耐磨、质量轻的电缆。高空装置(l)通过其上面的陀螺仪/GPS定位仪(0)发回地 面装置(2),地面装置(2)再与自己的GPS定位信息通过计算，控制高空装置(l)的 坐标位置，所以，高空装置(1)的各种飞行状态是严格受到地面装置(2)控制和监视的。 电源转换模块(9)将电缆线上的高电压变换成较低的电压供高空装置(l)各单元使用。 高空无线电台(7)将地面装置(2)和远端用户(20)之间用无线方式组成链路，担任 中继的角色，将地面装置(2)发射信号接收再转发给远端用户(20)(如指挥中心等)， 同时又可以接收远端用户(20)的信号，再转发给地面装置(2)，使远端用户(20) 和地面装置(2)之间保持单向或双向通信。地面装置的电源来自汽车自身发电/蓄电装置，在容量达不到要求时，可以改装发电装置 或另外增加大容量的发电机。车载电源(16)经过变换后直接供电缆自动收放器(10)、地面 无线电台(14)、地面核心控制模块(12)、电台有线/无线数据接口 (15),同时经过升压器 (11),将较低的车载电压变换成较高的电压(例如36 220伏等)，减小在馈电用电缆(18) 上的损耗。因为电缆线需要选择质量轻的产品，导线直径(截面积)也就不能太粗(大)，所 以通过的电流不会太大，而又必须达到一定的传输功率，所以将电压升高传输能将电流降到 合适的范围内。电缆自动收放器(10)的作用是收放馈电用电缆(18)的长度，控制高空 装置(l)的高度。电台有线/无线数据接口 (15)的作用是与外面的设备相连接，如摄像机、 电脑等。地面无线电台(14)将数据信号传送给髙空无线电台(7)。地面收发天线(13)与 地面无线电台相连，接收和发送射频信号。接地端(17)是系统的大地接地端，为保证安全, 在使用时一定将其妥善接地，特别是防止雷击是必不可少。地面核心控制模块(12)是地 面装置(2)各单元的控制中心，也指挥高空装置(l)的飞行状态和无线电台的工作状 态。馈电用电缆(18)的作用很多， 一是高空装置(l)的供电，二是高空装置(l) 高度控制，三是高空装置(l)与地面装置(2)的各种数据通信(还能代替地面无线 电台的功能，实现高空装置与地面装置有线通信)。在图2中，天线系统的地面装置(2)安装在汽车(或舰船)上。前端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线系统，由“高空装置”和“地面装置”两大部分组成。其特征是：“地面装置”通过电缆线连接给“高空装置”提供电能，使“高空装置”的螺旋桨升降而带动“高空装置”离开地面。

【技术特征摘要】
1.一种天线系统，由“高空装置”和“地面装置”两大部分组成。其特征是“地面装置”通过电缆线连接给“高空装置”提供电能，使“高空装置”的螺旋桨升降而带动“高空装置”离开地面。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕治荣，
申请(专利权)人：吕治荣，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]