CN106353715A - 一种无人机载监测测向系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明无人机载监测测向系统包括无人机载体、监测测向装置以及支撑装置，所述监测测向装置包括用于接收信号的监测测向天线阵、监测测向接收装置、将监测测向天线阵接收到的信号传输给监测测向接收装置的射频电缆传输装置、用于控制无人机控制操作的终端控制装置以及用于使监测测向接收装置与终端控制装置通讯的传输装置，所述监测测向天线阵呈圆周状，所述监测测向天线阵的直径可以调整，当监测测向天线阵处于最大直径时，所述无人机载监测测向系统对应的工作频率范围为20MHz～1000MHz；当监测测向天线阵处于最小直径时，所述无人机载监测测向系统对应的工作频率范围为800MHz～3GHz。本发明无人机能够实现高空监测测向并且具有高机动性。

Description

一种无人机载监测测向系统及其工作方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其是无人机载监测测向系统及其工作方法。

背景技术

在现有的无线电监测测向技术领域中，无线电监测测向系统的结构形式有车载、固定、可搬移(小型)、手持等几种方式实现，外形尺寸及重量各有特点，技术性能也各有特点。

现有产品中，无线电监测测向系统一般架设于铁塔顶端或大楼顶端，不易受到反射、折射等影响，电磁环境比较理想，监测测向性能一般也优于其它形式的系统设备，但附属设施(机房、铁塔等)的配套导致系统设备造价高且机动性差；而移动站、可搬移站等设备形式虽然具备机动性强的特点，但其实际使用过程中易受周边环境的影响导致监测测向性能恶化，影响实际使用效果。

发明内容

本发明提出的是一种无人机载监测测向系统及其工作方法，其目的旨在提供一种能够实现高空监测测向并且具有高机动性的无人机载监测测向系统。

为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种无人机载监测测向系统包括：无人机载体、监测测向装置以及支撑装置，所述监测测向装置包括用于接收信号的监测测向天线阵、监测测向接收装置、将监测测向天线阵接收到的信号传输给监测测向接收装置的射频电缆传输装置、用于控制无人机控制操作的终端控制装置以及用于使监测测向接收装置与终端控制装置通讯的传输装置，所述监测测向天线阵包括至少五路天线振元，所述五路天线振元均匀或者非均匀的排布而使整个监测测向天线阵呈圆周状，所述圆周状的监测测向天线阵的直径可以调整，当监测测向天线阵处于最大直径时，所述无人机载监测测向系统对应的工作频率范围为20MHz～1000MHz；当监测测向天线阵处于最小直径时，所述无人机载监测测向系统对应的工作频率范围为800MHz～3GHz。

进一步地，所述无人机载体下方还设有碳纤维圆筒，所述碳纤维圆筒的一端别连接有第一金属圆盘另一端连接有第二金属圆盘，所述第一金属圆盘中连接于无人机载体而用于衔接无人机和监测测向装置，所述第二金属圆盘连接于第一碳纤维管，所述第一碳纤维管的一端通过转动机构与第二金属圆盘连接，另一端套接有第二碳纤维管，所述第二碳纤维管的一端与第一碳纤维管套接，另一端与天线振元铆接。

进一步地，所述第二碳纤维管的管壁上均匀分布有若干孔洞，所述第一碳纤维管和第二碳纤维管之间设有具有弹性的能够双向弹出的卡子，当按住卡子时，通过对准第二碳纤维管上设置的孔洞即可调整第一碳纤维管和第二碳纤维管的相对位置，松开即可固定第一碳纤维管和第二碳纤维管。

进一步地，所述天线振元中还包括至少一个可以拆卸的天线振子，当监测测向系统工作在较低频率时可将该天线阵子卡扣固定在天线振元上，当监测测向系统工作在较高频率时则可以将将该天线振子拆卸去掉。

进一步地，所述天线振子具有按钮和向外突出并固持于天线振元的卡扣，当按动所述按钮时，所述卡扣向天线振子内缩进以便将该天线振子从天线振元上拆卸。

进一步地，所述天线振子采用钛合金材料制造。

进一步地，所述无人机载检测测向系统还包括支撑杆，所述支撑杆呈正三角分布，所述支撑杆的上端经弯曲后固定在第二金属圆盘上，所述支撑杆的下端低于天线振元的下端。

进一步地，所述无人机载检测测向系统还具有弹性卡扣，当监测测向天线阵处于工作状态时，所述弹性卡扣卡住第一碳纤维管和第二碳纤维管而使第一碳纤维管和第二碳纤维管处于水平状态；当所述监测测向天线阵处于非工作状态时，所述弹性卡扣松开，而使第一碳纤维管和第二碳纤维管处于垂直状态。

进一步地，所述碳纤维圆筒具有翻边，所述翻边上均匀分布有多个固定螺丝，所述第一金属圆盘通过固定螺丝连接于所述碳纤维圆筒。

与现有技术相比，本发明无人机重量轻且能够满足机载震动要求，能够适应多种无人机搭载要求，进而实现高空监测测向，大大提升系统无人机监测测向系统的同时具备极高的机动性，能够极大改善用户使用效果。

一种无人机载监测测向系统的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：

首先，所述监测测向天线阵接收到信号后通过射频电缆传输装置将信号传输至监测测向接收装置；

用于无人机控制操作的终端控制装置以及用于使监测测向接收装置与终端控制装置通讯的网络传输装置

监测测向接收装置对接收到的信号进行监测测向处理，给出相应结果，并通过网络传输装置将相应的结果传输至终端控制装置；

所述终端控制装置控制无人机进行操作。

与现有技术相比，本发明无人机重量轻且能够满足机载震动要求，能够适应多种无人机搭载要求，进而实现高空监测测向，大大提升系统无人机监测测向系统的同时具备极高的机动性，能够极大改善用户使用效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明在高端频率时的工作状态图；

图3为本发明在低端频率时的工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案；

本发明为一种无人机载监测测向系统，所示无人机载监测测向系统包括无人机载体101、监测测向装置以及支撑装置。

所述监测测向装置包括用于接收信号的监测测向天线阵、监测测向接收装置102、将监测测向天线阵接收到的信号传输给监测测向接收装置的射频电缆传输装置、用于控制无人机控制操作的终端控制装置以及用于使监测测向接收装置与终端控制装置通讯的传输装置。

所述监测测向天线阵包括至少五路天线振元103，所述五路天线振元103均匀或者非均匀的排布而使整个监测测向天线阵呈圆周状。所述圆周状的监测测向天线阵界定的监测测向天线阵的直径可以调整，当监测测向天线阵处于最大直径时，所述无人机载监测测向系统对应的工作频率范围为20MHz～1000MHz；当监测测向天线阵处于最小直径时，所述无人机载监测测向系统对应的工作频率范围为800MHz～3GHz。

所述无人机载体101下方还设有碳纤维圆筒104，所述碳纤维圆筒104的一端连接有第一金属圆盘105，另一端连接有第二金属圆盘106，所述第一金属圆盘105中连接于无人机载体101而用于衔接无人机和监测测向装置。所述第二金属圆盘106固定连接有第一碳纤维管107，所述第一碳纤维管107通过转动机构108与第二金属圆盘106连接，所示第一碳纤维管107的一端与第二金属盘106连接，另一端连接有第二碳纤维管109，所述第二碳纤维管109的一端与第一碳纤维管107套接，另一端与天线振元103铆接。

所述第二碳纤维管109的管壁上均匀分布有若干孔洞，所述第一碳纤维管107和第二碳纤维管109之间设有具有弹性的能够双向弹出的卡子110，当按住卡子110时，所述卡子110通过对准第二碳纤维管109上设置的孔洞即可调整第一碳纤维管107和第二碳纤维管109之间的相对位置，卡子110松开即可固定第一碳纤维管107和第二碳纤维管108。

所述天线振元103中还包括至少一个可以拆卸的天线振子111，当监测测向系统工作在较低频率时，将该天线振子111卡扣固定在天线振元103上，以扩展所述天线振元的有效长度，当监测测向系统工作在较高频率时，则可以将该天线振子111拆卸去掉，以实现高端频率的接收。

所述天线振子111具有按钮和向外突出并固持于天线振元的卡扣112，当按动所述按钮时，所述卡扣向天线振子内缩进以便将该天线振子111从天线振元103上拆卸。

所述天线振子111采用钛合金材料制造以减轻整个无人机的重量。

所述无人机载检测测向系统还包括支撑杆113，所述支撑杆113呈正三角分布，所述支撑杆113的上端经弯曲后固定在第二金属圆盘106上，所述支撑杆113的下端低于天线振元103的下端。

所述无人机载检测测向系统还具有弹性卡扣114，所述弹性卡扣114、支撑杆113以及所述转动机构108配合工作，当监测测向天线阵处于工作状态时，所述弹性卡扣114卡住第一碳纤维管107和第二碳纤维管109，所述支撑杆113绕转动机构108转动而使第一碳纤维管107和第二碳纤维管109处于水平状态；当所述监测测向天线阵处于非工作状态时，所述弹性卡扣114松开，所述支撑杆113绕转动机构108转动而使第一碳纤维管107和第二碳纤维管109处于垂直状态，如此以实现所述无人机的便利运输与携带。

所述碳纤维圆筒104具有翻边，所述翻边上均匀分布有多个固定螺丝115，所述第一金属圆盘105通过固定螺丝115连接于所述碳纤维圆筒104。

一种无人机载监测测向系统的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：

首先，所述监测测向天线阵接收到信号后通过射频电缆传输装置将信号传输至监测测向接收装置；

用于无人机控制操作的终端控制装置以及用于使监测测向接收装置与终端控制装置通讯的网络传输装置

监测测向接收装置对接收到的信号进行监测测向处理，给出相应结果，并通过网络传输装置将相应的结果传输至终端控制装置；

所述终端控制装置控制无人机进行操作。

本发明以无人机为设备载体，利用超轻化设计的监测测向接收装置、监测测向天线阵以及配套的射频电缆传输装置等设备组成完整的无人机监测测向系统，该无人机监测测向系统能够被无人机携带升空并可飞行、滞留，进而实现空中无线电监测测向，实现高性能的同时保证其机动性。

本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种无人机载监测测向系统，其特征是，所述无人机载监测测向系统包括：无人机载体、监测测向装置以及支撑装置，所述监测测向装置包括用于接收信号的监测测向天线阵、监测测向接收装置、将监测测向天线阵接收到的信号传输给监测测向接收装置的射频电缆传输装置、用于控制无人机控制操作的终端控制装置以及用于使监测测向接收装置与终端控制装置通讯的传输装置，所述监测测向天线阵包括至少五路天线振元，所述五路天线振元均匀或者非均匀的排布而使整个监测测向天线阵呈圆周状，所述圆周状的监测测向天线阵的直径可以调整，当监测测向天线阵处于最大直径时，所述无人机载监测测向系统对应的工作频率范围为20MHz～1000MHz；当监测测向天线阵处于最小直径时，所述无人机载监测测向系统对应的工作频率范围为800MHz～3GHz。

2.根据权利要求1所述的无人机载监测测向系统，其特征是：所述无人机载体下方还设有碳纤维圆筒，所述碳纤维圆筒的一端别连接有第一金属圆盘另一端连接有第二金属圆盘，所述第一金属圆盘中连接于无人机载体而用于衔接无人机和监测测向装置，所述第二金属圆盘连接于第一碳纤维管，所述第一碳纤维管的一端通过转动机构与第二金属圆盘连接，另一端套接有第二碳纤维管，所述第二碳纤维管的一端与第一碳纤维管套接，另一端与天线振元铆接。

3.根据权利要求2所述的无人机载监测测向系统，其特征是：所述第二碳纤维管的管壁上均匀分布有若干孔洞，所述第一碳纤维管和第二碳纤维管之间设有具有弹性的能够双向弹出的卡子，当按住卡子时，通过使卡子对准第二碳纤维管上设置的孔洞调整第一碳纤维管和第二碳纤维管之间的相对位置，当松开时，固定第一碳纤维管和第二碳纤维管。

4.根据权利要求1所述的无人机载监测测向系统，其特征是：所述天线振元中还包括至少一个可以拆卸的天线振子，当监测测向系统工作在低频率时，将该天线阵子卡扣固定在天线振元上，当监测测向系统工作在高频率时，则将该天线振子拆卸去掉。

5.根据权利要求4所述的无人机载监测测向系统，其特征是：所述天线振子具有按钮和向外突出并固持于天线振元的卡扣，当按动所述按钮时，所述卡扣向天线振子内缩进以便将该天线振子从天线振元上拆卸。

6.根据权利要求4所述的无人机载监测测向系统，其特征是：所述天线振子采用钛合金材料制造。

7.根据权利要求1所述的无人机载监测测向系统，其特征是：所述无人机载检测测向系统还包括支撑杆，所述支撑杆呈正三角分布，所述支撑杆的上端经弯曲后固定在第二金属圆盘上，所述支撑杆的下端低于天线振元的下端。

8.根据权利要求1所述的无人机载监测测向系统，其特征是：所述无人机载检测测向系统还具有弹性卡扣，当监测测向天线阵处于工作状态时，所述弹性卡扣卡住第一碳纤维管和第二碳纤维管而使第一碳纤维管和第二碳纤维管处于水平状态；当所述监测测向天线阵处于非工作状态时，所述弹性卡扣松开，而使第一碳纤维管和第二碳纤维管处于垂直状态。

9.根据权利要求1所述的无人机载监测测向系统，其特征是：所述碳纤维圆筒具有翻边，所述翻边上均匀分布有多个固定螺丝，所述第一金属圆盘通过固定螺丝连接于所述碳纤维圆筒。

10.一种如权利要求1至9中任一项所述的无人机载监测测向系统的工作方法，其特征是所述工作方法包括以下步骤：

首先，所述监测测向天线阵接收到信号后通过射频电缆传输装置将信号传输至监测测向接收装置；

所述监测测向接收装置将接收到的信号进行变频以及数字信号处理，进而实现空间谱测向或相关干涉仪测向，并给出结果；

监测测向接收装置通过网络传输装置将结果传输至终端控制装置；

所述终端控制装置控制无人机进行操作。