[实用新型]一种无人驾驶飞机天线定向跟踪系统控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于两个移动物体间的无线跟踪技术，特别是涉及一种无人驾驶飞机天线定向跟踪系统控制装置。

背景技术

随着无人机技术的不断发展，对移动载体天线定向跟踪系统控制装置的需求也随之提高，为实现遥感无人机“机——地”实时传输数据，需要在一系列关键技术问题上取得突破，地面车载定向天线的实时自动跟踪系统控制就是其中的一个迫切需要解决的问题。地面车载通信系统由于受到平台的体积、重量和功耗等条件的限制，为了保证数据通讯链路的畅通，必须采用具有方向性高增益的天线。

目前国内近程无人驾驶机测控系统定向天线多采用单通道单脉冲跟踪技术，通过信号强度及相位关系来进行方位角度判断，其系统装置构造比较复杂，成本费用很高，维护检修技术要求较高；在无人机的天线跟踪系统中，最常用的是圆锥扫描体制的跟踪天线，它是从机载射频信号检测出现在指向的误差来纠正天线指向，其精度较高，其作用距离也很远，但造价昂贵，设备装置较为复杂，同时隐蔽性较差；在遥控遥测系统中所使用的全向天线，由于存在增益低、干扰大，多径效应等问题；迄今为止，该领域尚无实用的用于车载移动天线自动定向跟踪系统的产品，虽然不少单位和个人进行了该应用领域的研究，但由于某些关键元件和控制技术不过关，没有取得突破性进展，总体来说，有的系统装置不仅造价高，而且技术实现难度大。现有技术中，作为装载定向天线的地面移动站，在系统设备的装置结构上只是将天线安装于转动平台上，采用绕线与固定不动的底座连接，但该现有技术的不足之处主要体现在以下几个方面：1容易导致绕线的缠绕；2、不能对无人机过顶情况进行有效处理，导致过顶时电机转动角度过大从而带来天线定向不准；3、系统装置构建复杂，成本效用高。

综上所述，本实用新型是在现有的无人机技术、无线跟踪技术、遥测遥控技术等相关技术的基础上，通过技术创新与整合，开发一种应用方便、简单易行、便于维护，经改进的天线自动定向跟踪系统实时准确地指向无人驾驶飞机的控制装置。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种无人驾驶飞机天线定向跟踪系统控制装置，在考虑到本系统控制装置使用中无人驾驶飞机存在过顶、近距离飞行等特点，本实用新型基本构思的核心技术是使用数字引导的跟踪方式为主的天线跟踪系统控制装置，同时辅助以航程推算跟踪模式，幅度跟踪横式和手动跟踪模式，其跟踪精度完全能满足系统要求，并且这一系统控制装置不需要机载信标，能降低机载设备的重量和提高飞行效率，本天线跟踪系统可使车载天线系统控制装置结构简化，能降低遥测车载地面站的复杂程度，从而能实现集无人驾驶飞机操作控制平台、天线定向跟踪系统、遥测数据监测平台为一体的多功能车载移动地面站。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术解决方案是：

一种无人驾驶飞机天线定向跟踪系统控制装置，包括一定向天线、一控制系统，所述定向天线与所述控制系统连接，其特殊之处在于：该天线定向跟踪系统控制装置还包括可倾斜任意角度旋转的一天线基座、用于获取所述定向天线的方位角和俯仰角数据的电子罗盘设备、用于接收遥控信号并实时给出的经纬度数据信息的GPS接收器、连接所述天线基座与所述控制系统的驱动机构，所述电子罗盘设备和GPS接收器与所述控制系统连接。

作为上述技术方案的改进，所述天线基座包括设置在该天线基座上的倾角传感器。

作为上述技术方案的改进，所述控制系统主要包括控制接口系统、控制计算机系统，还包括采用内核Cortex-M3单片机STM32作为该控制系统的主控芯片。

作为上述技术方案的改进，所述电子罗盘设备与GPS接收器分别固定设于天线基座上。

作为上述技术方案的改进，所述电子罗盘设备是采用三维电子罗盘。

作为上述技术方案的改进，所述驱动机构包括步进电机、舵机、控制器及相应的驱动器。

本实用新型的工作原理是：

天线定向跟踪系统控制装置的主要作用是在无人驾驶飞机飞行过程中，以一定的精度连续跟踪目标，使目标始终处于主波束的中心线附近，从而以最大的接收增益和发射增益可靠地连续接收遥测信号、发送遥控信号。

本实用新型提供的一种无人驾驶飞机天线定向跟踪系统控制装置与现有技术相比，其具有的优点和有益效果是：

1、采用本实用新型的技术方案，将天线、控制系统、电子罗盘设备和GPS接收器、角度倾斜传感器等设备直接安装于同一转动平台的天线基座上，能实现真正的360度任意旋转而不需要考虑绕线的缠绕问题。