[实用新型]一种用于无人机的天线自动追踪系统

说明书

本实用新型公布了一种用于无人机的天线自动追踪系统，它包括无人机和遥控接收机，无人机内部的gps通过飞控向遥控接收机传递数据信号；遥控接收机回传无人机数据至遥控器内部的解码蓝牙模块；解码蓝牙模块通过蓝牙无线传输的方式将处理完的数据传输至追踪天线云台；追踪天线云台内的追踪天线模块接收数据后进行比较分析和计算后，控制伺服器驱动天线转动；本实用新型突破传统追踪天线系统的使用图传系统回传信息的框架，使用遥控器本身自带的数传系统，通过读取数传信息获知无人机方位，使本追踪天线系统结构更加简单，性能更加可靠。

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体为一种用于无人机的天线自动追踪系统。

背景技术

随着无人机应用在国民生活的诸多领域，我们对无人机的要求越来越高，希望无人机可以飞得更高更远，但是让飞机更高更远对无人机实时视频通信系统的要求非常高。如何把无人机上拍摄到的图像信息远距离实时传回到地面端这是个不小的挑战。根据国家法律法规对无线电的管制，图传的延迟和可靠性，所使用的图传频段大多在5.8GHz。在无人机图传发射机功率一定，所用的天线不变的情况下，接收机天线的增益越高，图传接收机接收的范围越远。当然，图传发射功率越大，图传传播距离也越远。但因为受到电子器件性能和法律法规的限制，发射功率不可能无限增大，使用高增益接收天线提高图传接收范围是比较符合实际且常用的做法。使用14dB高增益接收天线（接收角度为180度左右）和发射功率为1w的图传发射机在干扰较少的环境中图传接收范围可以达到50公里以上，然而天线的增益和接收角度存在一个不可调和的矛盾。接收天线的增益越高，接收角度越小，无人机在空中的速度快，机动范围大，会存在飞出高增益天线的接收范围丢失图传信号的情况。这就使得如果不使用新的技术，仅仅使用固定式的高增益天线会存在图传失去信号这种情况的出现，这对无人机飞手是非常危险的——会直接失去对无人机的控制，因此需要高增益天线始终对准无人机。在大范围测绘和远航FPV中追踪天线系统是一个必备的装备。

无人机追踪天线技术推出市场已有5年以上了，其技术已经比较成熟，追踪精度也比较理想。

现在市面上追踪天线系统大多为测绘专用固定翼无人机而研发的（例如MFD和Arkbird等品牌），系统由机载端的OSD和地面端的追踪天线模块或无人机飞控与地面端的追踪天线模块两种组成方式，第一种方式，通过在无人机上加装OSD，OSD获取无人机GPS上传来的无人机位置和高度信息，将这些信息叠加到无人机图传的音频通道中，通过无人机图传将信息传输到图传接收机中，图传接收机收到叠加有无人机位置和高度信息的音频信号，把音频信号传给追踪天线中的单片机处理，计算出追踪天线与无人机的水平相对方位和垂直角度，控制伺服器把高增益天线始终对准无人机，以保证无人机一直在高增益天线的接收角度。

除了上一种需要加装机载端OSD的方式，还有一些价格昂贵的测绘专用的固定翼飞控，其内部集成有OSD模块，模块通过获取与飞控相连的GPS的无人机位置，将无人机位置与高度信息叠加到图传的视频通道。图传发射机把信号发到地面的图传接收机，图传接收机将信号分为两路，一路发给显示屏，一路发给追踪天线的单片机，单片机提取出叠加在视频信号里的无人机位置与高度信息，计算出追踪天线与无人机的水平相对方位和垂直角度，控制伺服器把高增益天线对准无人机。以上便是两种市面上主流的追踪天线的原理，但是这种方式也限制了追踪天线的使用范围和兼容性，因为需要专门的OSD与专门的测绘用飞控，也决定了一套机载端只能安装在一架固定翼无人机上，不能兼容四旋翼无人机，另外不同品牌的机载端与追踪天线不能一起使用，兼容性非常差，这对用户的使用体验造成了不好的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上问题，提供一种用于无人机的天线自动追踪系统，它使用遥控器本身自带的数传系统，通过读取数传信息获知无人机方位，使本追踪天线系统结构更加简单，性能更加可靠。