全范圍定向天線系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于通信設備技術領域，尤其是涉及一種全范圍定向天線系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在無線通訊系統(tǒng)中，根據(jù)方向性的不同，天線種類分為全向天線和定向天線兩種，全向天線能夠在水平方向的360度都均勾福射，覆蓋范圍大，然而全向天線在同等發(fā)射功率的情況下，接收機接收到的信號距離發(fā)射極較近，應用距離短，只能適用于短距離的信號傳輸場景。定向天線是指在某一個或某幾個方向上發(fā)射及接收電磁波特別強，而在其他方向上發(fā)射及接收電磁波則為零或極小的一種天線。采用定向發(fā)射天線的目的是增加輻射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天線的目的是增強信號強度增加抗干擾能力。定向天線具有:較大的前向增益；能抑制后向信號，避開后向干擾；在同等發(fā)射極功率的前提下，可增大給定方向上的接收機接收信號的范圍等優(yōu)點，但是定向天線由于只能在給定方向上進行信號的傳輸，而其他方向無法進行有效的信號傳輸，這樣就使得定向天線存在:覆蓋范圍較小，無法進行全角度覆蓋，通訊質(zhì)量差等問題。因此，如何將全向天線和定向天線的特點相結合從而提高定向天線的靈活性是一個急需解決的技術問題。
[0003]為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種自動定向天線系統(tǒng)、天線的自動定向方法及裝置[申請?zhí)?201210591627.X]，包括:分別與天線的水平傳動機構和垂直傳動機構連接的第一步進電機和第二步進電機以及電子羅盤，通過第一步進電機和第二步進電機使天線在水平維度和垂直維度上都能轉動，通過獲取天線當前的方位角和俯仰角，以及天線和目標節(jié)點的地理位置信息來對天線的指向進行調(diào)整控制，使得在天線與目標節(jié)點存在較大的高度差時，也能通過調(diào)整天線在垂直方向的指向，改善天線與信號發(fā)射器的通信質(zhì)量。
[0004]上述方案在一定程度上解決了現(xiàn)有定向天線靈活性差的問題，但是該方案依然存在著:無法實現(xiàn)接收天線與發(fā)射天線始終相互對應，覆蓋范圍較小，無法進行全角度覆蓋，通訊質(zhì)量差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種結構簡單合理，接收天線與發(fā)射天線全角度覆蓋的全范圍定向天線系統(tǒng)。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術方案:本全范圍定向天線系統(tǒng)，包括地面站架體與航空器，其特征在于，所述的地面站架體上具有至少一個活動方向的地面定向天線，所述的航空器上具有至少一個活動方向置且能與地面定向天線進行雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮娇斩ㄏ蛱炀€，所述的航空定向天線與地面定向天線之間設有能使航空定向天線和/或地面定向天線自由轉動從而使航空定向天線朝向與地面定向天線朝向始終相互對應的天線控制裝置。優(yōu)選地，這里的航空定向天線和地面定向天線同步轉動，這樣無論航空器在任何位置，航空定向天線和地面定向天線均能相互對應，從而實現(xiàn)定向天線的全范圍覆蓋。
[0007]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的天線控制裝置包括設置在地面站架體與地面定向天線之間且能根據(jù)航空定向天線位置調(diào)整地面定向天線朝向從而使地面定向天線指向航空定向天線的地面天線調(diào)整結構，所述的航空器與航空定向天線之間設有能根據(jù)地面定向天線位置調(diào)整航空定向天線朝向從而使航空定向天線指向地面定向天線的航空天線調(diào)整結構。這樣使得地面定向天線和航空定向天線能分別根據(jù)對方的位置來調(diào)整自身的朝向從而使得地面定向天線與航空定向天線始終相互對應設置。
[0008]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的地面天線調(diào)整結構包括周向轉動設置在地面站架體上端的第一殼體，所述的地面定向天線鉸接設置在第一殼體上端，所述的第一殼體與地面站架體轉動相連的轉動方向和第一殼體與地面定向天線鉸接相連的活動方向不同，所述的第一殼體與地面站架體之間設有能使第一殼體相對于地面站架體周向轉動的第一周向轉動驅(qū)動機構，所述的第一殼體與地面定向天線之間設有能使地面定向天線相對于第一殼體周向擺動的第一擺動驅(qū)動機構，所述的第一周向轉動驅(qū)動機構與第一擺動驅(qū)動機構分別與設置在第一殼體內(nèi)的第一 MPU模塊相連，所述的第一 MPU模塊與設置在第一殼體內(nèi)的第一 GPS模塊相連，且所述的第一 MPU模塊與第一 GPS模塊均與設置在第一殼體內(nèi)的第一供電模塊相連，在第一殼體上設有與第一 MPU模塊相連的顯示模塊。即這里的第一GPS模塊用于確定地面定向天線位置，第一 MPU模塊獲取第一 GPS模塊信息并發(fā)送給航空定向天線，這里的地面定向天線和航空定向天線為雙向數(shù)據(jù)傳輸，第一 MPU模塊使得第一周向轉動驅(qū)動機構與第一擺動驅(qū)動機構調(diào)整地面定向天線的角度，使其始終朝向航空定向天線。
[0009]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的第一周向轉動驅(qū)動機構包括設置在地面站架體上端的支架，所述的支架與第一殼體之間設有與第一 MPU模塊相連的第一轉動驅(qū)動電機，所述的第一轉動驅(qū)動電機設置在支架或第一殼體上，且所述的第一轉動驅(qū)動電機的輸出軸與第一殼體或支架固定相連；所述的地面站架體包括至少三根桿體，所述的桿體一端交匯且均與支架相連，所述的桿體另一端分別傾斜向下且周向均勻分布設置；所述的第一轉動驅(qū)動電機為步進電機或無刷電機。即這里的第一轉動驅(qū)動電機帶動地面定向天線周向轉動從而實現(xiàn)地面定向天線周向位置的調(diào)整。
[0010]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的第一擺動驅(qū)動機構包括轉動設置在第一殼體上端的第一安裝架，所述的地面定向天線設置在第一安裝架上，且所述的第一安裝架與第一殼體之間設有能驅(qū)動第一安裝架周向擺動的第一擺動組件組件。
[0011]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的第一擺動組件組件包括兩個對應設置在第一殼體內(nèi)且均與第一 MPU模塊相連的第一驅(qū)動舵機，所述的第一驅(qū)動舵機的輸出軸分別穿出第一殼體，所述的第一安裝架兩端分別朝向第一殼體外側彎折形成第一安裝部，且所述的第一安裝部分別與第一驅(qū)動舵機的輸出軸相連；所述的第一安裝架呈彎曲狀，且所述的第一安裝架中部具有向外延伸的定位部，且所述的地面定向天線設置在定位部上。即通過第一驅(qū)動舵機來調(diào)整地面定向天線擺動角度，結合地面定向天線周向位置的調(diào)整從而實現(xiàn)地面定向天線萬向位置調(diào)整。
[0012]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的航空天線調(diào)整結構包括周向轉動設置在航空器底側的第二殼體，所述的航空定向天線鉸接設置在第二殼體上且所述的航空定向天線朝向航空器本體后側且傾斜向下設置，所述的第二殼體與航空器之間設有能使第二殼體相對于航空器周向轉動的第二周向轉動驅(qū)動機構，所述的第二殼體與航空定向天線之間設有能使航空定向天線相對于第二殼體擺動的第二擺動驅(qū)動機構，所述的第二周向轉動驅(qū)動機構與第二擺動驅(qū)動機構分別與設置在第二殼體內(nèi)的第二 MPU模塊相連，所述的第二 MPU模塊與設置在第二殼體內(nèi)且和第一 GPS模塊相匹配的第二 GPS模塊相連，且所述的第二 MPU模塊與第二 GPS模塊均與設置在第二殼體內(nèi)的第二供電模塊相連。即這里的第二 GPS模塊用于確定航空定向天線位置，第二MPU模塊獲取第二GPS模塊信息并發(fā)送給地面定向天線，這里的地面定向天線和航空定向天線為雙向數(shù)據(jù)傳輸，第二 MPU模塊使得第二周向轉動驅(qū)動機構與第二擺動驅(qū)動機構調(diào)整航空定向天線的角度，使其始終朝向地面定向天線。
[0013]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的第二周向轉動驅(qū)動機構包括設置在航空器底側中部的連接座，所述的連接座與第二殼體之間設有與第二 MPU模塊相連的第二轉動驅(qū)動電機，所述的第二轉動驅(qū)動電機設置在連接座或第二殼體上，且所述的第二轉動驅(qū)動電機的輸出軸與第二殼體或連接座固定相連；所述的航空器為無人機、飛艇與氣球中的任意一種或多種的組合；所述的第二轉動驅(qū)動電機為步進電機或無刷電機。即這里的第二轉動驅(qū)動電機帶動航空定向天線周向轉動從而實現(xiàn)航空定向天線周向位置的調(diào)整。
[0014]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的第二擺動驅(qū)動機構包括鉸接設置在第二殼體上端且呈彎曲狀的第二安裝架，所述的航空定向天線設置在第二安裝架中部，且所述的第二安裝架與第二殼體之間設有能驅(qū)動第二安裝架周向擺動的第二擺動驅(qū)動組件。
[0015]在上述的全范圍定向天線系統(tǒng)中，所述的第二擺動驅(qū)動組件包括兩個對應設置在第二殼體內(nèi)且均與第二 MPU模塊相連的第二驅(qū)動舵機，所述的第二驅(qū)動舵機的輸出軸分別穿出第二殼體，所述的第二安裝架兩端分別朝向第二殼體外側彎折形成第二安裝部，且所述的第二安裝部分別與第二驅(qū)動舵機的輸出軸相連。即通過第二驅(qū)動舵機來調(diào)整航空定向天線擺動角度，結合航空定向天線周向位置的調(diào)整從而實現(xiàn)航空定向天線萬向位置調(diào)整。
[0016]與現(xiàn)有的技術相比，本全范圍定向天線系統(tǒng)的優(yōu)點在于:結構簡單，穩(wěn)定性好，覆蓋范圍大，能實現(xiàn)接收天線與發(fā)射天線始終相互對應，能實現(xiàn)天線全角度覆蓋，通訊質(zhì)量好。
【附圖說明】