CN109581080B - 用于评估短波天线性能的空中测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于评估短波天线性能的空中测试设备，属于通信技术领域。所述空中测试设备搭载在无人机上；空中测试设备包括：短波天线、功放模块、信号源、数据交换与控制模块、数传电台、飞控模块和电源模块；短波天线，用于与待测短波天线通信；飞控模块，用于获取无人机的状态信息，并接收设置在地面的中心控制设备发送的飞行控制指令，根据无人机的状态信息和飞行控制指令控制无人机运行；数据交换与控制模块，用于在无人机飞行达到预定高度后，获取无人机的状态信息以及功放模块的功放输出电平值，并通过数传电台传输给中心控制设备，功放输出电平值用于提供给中心控制设备评估待测短波天线的性能。

Description

用于评估短波天线性能的空中测试设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种用于评估短波天线性能的空中测试设备。

背景技术

短波天线作为短波无线通信空中测试设备的咽喉要道，对短波无线通信空中测试设备的总体性能起着非常重要的作用。表征短波天线性能的指标大致可分为两类：一类主要表征天线馈电性能，如电压驻波比、功率容量、接地电阻等，这类指标可通过网络分析仪等设备进行准确测试；另一类主要表征天线辐射性能，如增益、方向图不圆度、波束指向、波束宽度等，表征了天线在空间各个方向所具有的发射或接收电磁波的能力。

天线辐射性能指标是衡量天线辐射性能的关键指标，常用的短波天线辐射性能指标测试方法为：在地面某些位置通过测试仪器仪表对天线典型方向的性能进行测试，这种方式仅能对天线空间性能进行抽样测试、无法对天线性能进行全面测试。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于评估短波天线性能的空中测试设备，以实现短波天线辐射性能指标测试。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种用于评估短波天线性能的空中测试设备，所述空中测试设备搭载在无人机上，所述无人机用于围绕设置在地面的待测短波天线飞行；

所述空中测试设备包括：短波天线、功放模块、信号源、数据交换与控制模块、数传电台、飞控模块和电源模块；所述功放模块同时与所述短波天线以及所述信号源电连接，所述数据交换与控制模块同时与所述信号源、所述数传电台和所述飞控模块电连接，所述功放模块、所述信号源、所述数据交换与控制模块和所述数传电台均与所述电源模块电连接；

所述短波天线，用于与所述待测短波天线通信；

所述飞控模块，用于获取所述无人机的状态信息，并接收设置在地面的中心控制设备发送的飞行控制指令，根据所述无人机的状态信息和所述飞行控制指令控制所述无人机运行；

所述数据交换与控制模块，用于在所述无人机飞行达到预定高度后，获取所述无人机的状态信息以及所述功放模块的功放输出电平值，并通过所述数传电台传输给所述中心控制设备，所述功放输出电平值用于提供给所述中心控制设备评估所述待测短波天线的性能。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述飞控模块，还用于在所述无人机上升过程中将所述无人机的状态信息发送给所述中心控制设备；当所述无人机飞行达到预定高度后，接收所述中心控制设备发送的开始测试指令；将所述开始测试指令发送给所述数据交换与控制模块。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述数据交换与控制模块，还用于在接收到所述开始测试指令时，控制所述功放模块和所述信号源工作。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述飞行控制指令包括飞行速度、飞行高度、飞行半径和频率；

所述飞控模块，用于按照所述飞行速度、飞行高度和飞行半径控制所述无人机运行；同时，按照所述频率获取所述无人机的状态信息。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述无人机的状态信息包括所述无人机的坐标值及横摇、纵摇、航向与时间信息。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述数据交换与控制模块，还用于将所述飞控模块获取到的WGS-84大地坐标系的坐标值转换为以所述待测短波天线为中心的坐标值后，发送给所述中心控制设备。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述空中测试设备还包括设备盒，所述功放模块、所述信号源、所述数据交换与控制模块和所述数传电台设置在所述设备盒内，所述短波天线、所述飞控模块和所述电源模块设置在所述设备盒外部。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述设备盒设置在所述无人机的机首，且所述无人机上对应所述设备盒设置有通风通道。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述设备盒上分布有多个通孔。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述空中测试设备还包括：

900MHz数传天线和卫星天线，所述900MHz数传天线和卫星天线均与所述飞控模块电连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例通过将空中测试设备搭载在无人机上，来与地面的待测短波天线通信，进行待测短波天线的性能测试。具体地，空中测试设备包括短波天线、功放模块、信号源、数据交换与控制模块、数传电台、飞控模块和电源模块，空中测试设备通过电源模块来给各个模块供电，飞控模块负责控制无人机的运行以及无人机的状态信息的获取；空中测试设备通过短波天线来和待测短波天线通信，短波天线由功放模块和信号源驱动，在通信过程中，数据交换与控制模块，在无人机飞行达到预定高度，也即进入测试轨道后，获取无人机的状态信息以及功放模块的功放输出电平值，并通过数传电台传输给中心控制设备，以使得中心控制设备可以根据功放模块的功放输出电平值来评估待测短波天线的性能。该方案通过无人机携带空中测试设备围绕设置在地面的待测短波天线飞行，不但保证了对短波天线性能的全方位测试，而且采用无人机搭载空中测试设备，测试成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种短波天线性能评估系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种空中测试设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的坐标转换示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种短波天线性能评估系统的结构示意图。参见图1，该短波天线性能评估系统包括：无人机100、空中测试设备200、射频收发设备300和中心控制设备400。

空中测试设备200搭载在无人机100上，无人机100用于围绕设置在地面的待测短波天线500飞行。射频收发设备300与待测短波天线500连接，射频收发设备300用于接收中心控制设备400的指令，并根据指令控制待测短波天线500发射信号；检测待测短波天线500的功率值，将检测到的待测短波天线500的功率值传输给中心控制设备400。中心控制设备400用于控制无人机100的运行；向射频收发设备300发送指令；接收射频收发设备300发送的待测短波天线500的功率值；接收空中测试设备200发送的功放输出电平值；根据待测短波天线500的功率值和功放输出电平值，评估待测短波天线500的辐射性能。

图2是本发明实施例提供的一种空中测试设备200的结构示意图。参见图2，该空中测试设备200包括：

短波天线201、功放模块202、信号源203、数据交换与控制模块204、数传电台205、飞控模块206和电源模块207；功放模块202同时与短波天线201以及信号源203电连接，数据交换与控制模块204同时与信号源203、数传电台205和飞控模块206电连接，功放模块202、信号源203、数据交换与控制模块204和数传电台205均与电源模块207电连接。

短波天线201，用于与待测短波天线500通信。飞控模块206，用于获取无人机100的状态信息，并接收设置在地面的中心控制设备400发送的飞行控制指令，根据无人机100的状态信息和飞行控制指令控制无人机100运行。数据交换与控制模块204，用于在无人机飞行达到预定高度后，获取无人机100的状态信息以及功放模块202的功放输出电平值，并通过数传电台205传输给中心控制设备400，功放输出电平值用于提供给中心控制设备评估待测短波天线的性能。

本发明实施例通过将空中测试设备搭载在无人机上，来与地面的待测短波天线通信，进行待测短波天线的性能测试。具体地，空中测试设备包括短波天线、功放模块、信号源、数据交换与控制模块、数传电台、飞控模块和电源模块，空中测试设备通过电源模块来给各个模块供电，飞控模块负责控制无人机的运行以及无人机的状态信息的获取；空中测试设备通过短波天线来和待测短波天线通信，短波天线由功放模块和信号源驱动，在通信过程中，数据交换与控制模块，在无人机飞行达到预定高度，也即进入测试轨道后，获取无人机的状态信息以及功放模块的功放输出电平值，并通过数传电台传输给中心控制设备，以使得中心控制设备可以根据功放模块的功放输出电平值来评估待测短波天线的性能。该方案通过无人机携带空中测试设备围绕设置在地面的待测短波天线飞行，不但保证了对短波天线性能的全方位测试，而且采用无人机搭载空中测试设备，测试成本较低。

其中，信号源203用于产生激励短波天线201所需的短波窄带信号，功放模块202用于对该短波窄带信号进行放大。

其中，空中测试设备200为小型发射接收设备，以便于安装在无人机上。例如，功放模块202、数传电台205等均采用小型化设计，从而降低空中测试设备200重量，从而能够在无人机有限的空间能布置空中测试设备200的各个模块，降低对无人机空间和载重要求。

短波天线201采用小型化短波环天线或鞭天线，便于携带，而待测短波天线500为大型短波天线阵列，本方案通过该空中测试设备200实现对大型短波天线阵列的性能测试，测试便利，准确性好。

具体地，短波天线201可以采用小型化短波环天线，该小型化短波环天线上设置有能够手动旋转的2套插削装置，当无人机处于地面时，技术人员可以根据需要通过2套插削装置来实现短波天线201水平极化和垂直极化的切换。

其中，飞行控制指令可以由工作人员操作中心控制设备400进行设置。飞行控制指令用于设置无人机飞行路径，使其按照预订轨迹围绕被测短波天线某个等高面飞行。

在本发明实施例中，通过短波天线201与待测短波天线500通信，同时，通过飞控模块206控制指令控制无人机100运行，在飞行轨迹的不同位置上，可以周期性地采样功放模块202的功放输出电平值，然后返回给中心控制设备400，从而使得中心控制设备400可以完成待测短波天线500的辐射性能。

进一步地，在飞行过程中，空中测试设备200完成功放输出电平值的均匀时间间隔采样，飞控模块206按照相同间隔周期回传无人机状态信息。

数据交换与控制模块204可以先将无人机100的状态信息发送给中心控制设备400，然后中心控制设备400会发出电平查询指令，此时数据交换与控制模块204获取功放模块202的功放输出电平值并传输给中心控制设备400。

其中，状态信息可以包括无人机的位置信息、姿态信息及时间信息。位置信息可以包括高度、无人机的坐标值。无人机的姿态信息可以通过传感器(如陀螺仪等)实现，例如横摇、纵摇、航向等信息，传感器可以为空中测试设备200的一部分。在本发明实施例中，无人机的状态信息包括无人机的坐标值及横摇、纵摇、航向与时间信息，从而能够将采集到的功放输出电平值和采集时的无人机状态关联，从而确保中心控制设备400能够分析待测短波天线在各个方向的性能。

其中，横摇指无人机飞行过程中，绕无人机纵向轴线的摆动角度；纵摇指无人机飞行过程中，绕无人机横向轴线的摆动角度。航向是指无人机飞行过程中，机头所朝方向。

其中，电源模块207可以为电池，方便无人机携带。

进一步地，空中测试设备200还包括：900MHz数传天线208和卫星天线209，900MHz数传天线208和卫星天线209均与飞控模块206电连接。

其中，卫星天线209用于与卫星进行通信，例如与北斗卫星或全球定位系统(Global Positioning System，GPS)通信，从而实现对无人机的位置的定位，得到无人机100的位置信息。而900MHz数传天线208则用于与中心控制设备400通信，获取中心控制设备400发送的飞行控制指令，飞控模块206利用该飞行控制指令控制无人机100飞行。

在本发明实施例中，数据交换与控制模块204，还用于将飞控模块206获取到的WGS-84大地坐标系的坐标值转换为以待测短波天线为中心的坐标值后，发送给中心控制设备400。由于GPS或北斗卫星定位采用的是WGS-84大地坐标系，空中测试设备200利用无人机的位置进行待测短波天线性能测试时，必须将无人机的WGS-84大地坐标系的坐标值转换为以待测短波天线的测试点为中心的球坐标系下对应的坐标值。

具体地，数据交换与控制模块204可以按照如下方式将获取到的大地坐标系的坐标值转换为以待测短波天线为中心的坐标值：

首先将WGS-84大地坐标系的坐标值转换为地球直角坐标，再将地球直角坐标转换为地理坐标系的坐标，具体过程如下：

图3是本发明实施例提供的坐标转换示意图，参见图3，O点为地心，设待测短波天线的测试点(P1点)经度、纬度和高度分别为LocLBH＝(L0，B0，H0)，无人机(P2点)的经度、纬度和高度分别为TarLBH＝(L，B，H)，经转换后得到待测短波天线的测试点的地球直角坐标为LocXYZ＝(x0，y0，z0)，无人机的地球直角坐标为TarXYZ＝(x，y，z)。

其中，

其中R_N为P点处的曲率半径。

将无人机(P2点)的地球直角坐标平移至以待测短波天线(P1点)为中心的载体点(S0)，则无人机(P2点)在载体点处的直角坐标系中的坐标为：

将地球直角坐标系转换为地理坐标系，载体点处的地球直角坐标系旋转成载体点处的(东北天)地理坐标系后，无人机的坐标变为:

根据无人机的地球直角坐标可以计算出斜距

根据斜距

可以计算出俯仰角

和方向角θ。

具体地，按照如下公式计算斜距

俯仰角

和方向角θ：

斜距：

方位角：θ＝arctan(y/x)；

俯仰角：

俯仰角

和方向角θ是机载的短波天线201在以待测短波天线为中心的(东北天)地理坐标系为参考下的方位角和俯仰角。

在上述公式中，由于反正切函数的定义域限制，采用该公式求解方位角时，需要根据无人机在地理坐标系所在象限(X轴和Y轴的正负)进行判断，具体参见下表：

象限	Y轴	X轴	θ取值
				1	+	+	θ
2	+	-	180°-θ
				3	-	-	180°+θ
4	-	+	360°-θ

采用类似的方法，中心控制设备400也可以利用横摇、纵摇及航向，计算以无人机为(东北天)地理坐标系下，待测短波天线对应的俯仰角与方位角，并结合FEKO仿真工具对测试数据进行修正。

进一步地，数传电台205上连接有天线250，该天线250可以为230MHz数传天线。

在本发明实施例中，飞控模块206，还用于在无人机100上升过程中将无人机100的状态信息发送给中心控制设备400；当无人机100飞行达到预定高度后，接收中心控制设备400发送的开始测试指令；将开始测试指令发送给数据交换与控制模块204。

其中，中心控制设备400根据无人机100的状态信息中的飞行高度来判断是否达到预定高度，达到预定高度后才发送开始测试指令。

进一步地，数据交换与控制模块204，还用于在接收到开始测试指令时，控制功放模块202和信号源203工作。

在该实现方式中，只有无人机100达到测试预设高度后，才开始绕地面的待测短波天线500飞行，因此，在上升过程中，实际还未开始进行测试，此时可以控制功放模块202以及信号源203等高能耗的模块等不工作，从而节省电能。但在上升过程中，飞控模块206会定时向中心控制设备400发送无人机的状态信息。

在本发明实施例中，飞行控制指令包括飞行速度、飞行高度、飞行半径和频率。

飞控模块206，用于按照飞行速度、飞行高度和飞行半径控制无人机100运行；同时，按照频率获取无人机100的状态信息。

当无人机达到预定高度后，飞控模块206按照飞行控制指令控制无人机100飞行，同时采集无人机100的状态信息发送给中心控制设备400。

进一步地，当无人机100达到测试预设高度后，未接收到开始测试指令前，飞控模块206控制无人机100进入盘旋状态；当收到开始测试指令后，按照飞行控制指令控制无人机100飞行。

相应地，当一圈飞行完成后，再次进入盘旋状态，等待中心控制设备400的测试指令或结束测试指令，测试指令可以包括修改高度、半径或频率等指令，当接收到测试指令时，则按照测试指令的指示修改高度、半径或频率等，然后按照继续飞行测试，直到接收到中心控制设备400发送的结束测试指令后，完成测试。

进一步地，数据交换与控制模块204可以包括内存单元，用于存储无人机的状态信息以及功放输出电平值。

进一步地，空中测试设备200还包括设备盒210，功放模块202、信号源203、数据交换与控制模块204和数传电台205设置在设备盒210内，短波天线201、飞控模块206和电源模块207设置在设备盒210外部。将功放模块202、信号源203、数据交换与控制模块204和数传电台205设置在设备盒210内保证这些模块的安全，将短波天线201、飞控模块206和电源模块207放置在设备盒210外，保证信号质量以及散热。

进一步地，设备盒210设置在无人机的机首，且无人机上对应设备盒210设置有通风通道，因为空中测试设备200包含有功放等大功率器件，所以为了防止内部温度过高，需要进行散热设计。例如，无人机的机翼上设置有通风通道，从而对设置在无人机的机首的设备盒210进行降温散热。

进一步地，设备盒210上分布有多个通孔，该通孔保证从通风通道进入的空气能够进入设备盒210，对内部的各个模块进行降温，同时还能降低整个设备的重量，以及方便盒内盒外的模块之间的通信。例如，可以在设备盒210上设置盒外模块的接头，例如与短波天线201连接的接头，与飞控模块206连接的RS232接头以及与数传天线连接的接头等。

进一步地，设备盒210内部可以按照各个模块进行隔间划分，便于空间的利用和模块的安装。也即该设备盒210可以采用双层结构，包括外部壳体和内部隔离层，该隔离层实现各个模块的分隔。

在本发明实施例中，该射频收发设备300与待测短波天线500设置在一起，二者连接。射频收发设备300负责驱动待测短波天线500工作，同时检测待测短波天线500的功率值。具体地，射频收发设备300接收中心控制设备400的指令，并根据指令控制待测短波天线500发射信号；当接收到中心控制设备400发送的无人机100的状态信息时，将待测短波天线500的功率值传输给中心控制设备400。

具体地，中心控制设备400在接收到无人机100的状态信息时，会发出功率查询指令，射频收发设备300在接收到该功率查询指令时，检测待测短波天线500的功率值，并将该待测短波天线500的功率值和无人机100的状态信息打包发生给中心控制设备400。其中，射频收发设备300可以通过数传电台与中心控制设备400通信。

在本发明实施例中，中心控制设备400负责向空中测试设备200发送飞行控制指令；接收空中测试设备200发送的功放输出电平值；向射频收发设备300发送指令，以及接收射频收发设备300发送的待测短波天线500的功率值。根据接收到的待测短波天线500的功率值和功放输出电平值，评估待测短波天线500的辐射性能。

在本发明实施例中，中心控制设备400一方面与空中测试设备200通信，实现对无人机100的控制；另一方面同时与射频收发设备300和空中测试设备200通信，获取功放输出电平值以及待测短波天线500的功率值。通过获取到的功放输出电平值以及待测短波天线500的功率值，完成对待测短波天线500的辐射性能的评估。

中心控制设备400内置飞行控制软件和设备控制界面软件，其中飞行控制软件内部单独生成飞行实时监视与控制界面，其内部嵌入Google地图，支持地图显示和三维显示，其支持轨迹点选模式、手动输入模式，通过设定飞行高度和飞行半径，生成飞行控制指令，可以无人机保证按照预定轨迹进行飞行。中心控制设备400支持实时状态显示，界面右上角能够实时显示无人机姿态、高度、经纬度、圈数、速度等信息，并能在地图上方显示当前轨迹，并支持路径回放。设备控制界面由QT生成，主要实现整个测试设备流程控制，主要包括测试项设置、空中测试与地面测试选项、数据上传选项、性能评估等选项，设备控制界面QT程序能够自动调用Matlab动态链接库，并能调用FEKO仿真工具生成的待测短波天线方向图进行补偿修正和分析。

在本发明实施例中，中心控制设备400还可以用于存储空中测试设备200发送的功放输出电平值以及射频收发设备300发送的待测短波天线500的功率值。

在存储时，可以将无人机的状态信息和功放输出电平值打包存储在一个寄存器中，将无人机的状态信息和待测短波天线500的功率值打包存储在另一个寄存器中，通过无人机的状态信息能够将功放输出电平值与待测短波天线500的功率值关联起来。

在本发明实施例中，中心控制设备400还用于在超过预定时间间隔未收到空中测试设备200发送的功放输出电平值时，向空中测试设备200发送电平查询指令。

在本发明实施例中，由于空中测试设备200会周期性地发送功放输出电平值给中心控制设备400，因此，当超过预定时间间隔未收到空中测试设备200发送的功放输出电平值时，中心控制设备400需要向空中测试设备200发送电平查询指令，来获取功放输出电平值。其中，周期时间可以根据需要设定，例如0.1秒。

在本发明实施例中，中心控制设备400，用于对待测短波天线500的功率值和功放输出电平值进行修正和拟合处理，并评估待测短波天线500的不圆度、主波瓣指向、主波瓣宽度以及前后比。

当利用空中测试设备200和射频收发设备300完成测试数据(待测短波天线500的功率值和功放输出电平值)抽样采集后，中心控制设备400需要对测试数据进行处理得到天线阵性能指标。数据处理包括两部分内容：一是对测试数据进行修正，主要包括对测试过程中的外界干扰信号进行修正、结合机载的短波天线201的辐射特性仿真对飞行定位和飞行姿态导致的位置误差进行修正、以及对机载的短波天线201的辐射功率变化(也即射频收发设备300检测到的待测短波天线500的功率值的变化)进行修正等；二是对修正后的测试数据进行插值拟合，具体可以采用变尺度分形插值算法，综合考虑待测短波天线500方向图函数局部细节以及整体特征，选取合适的垂直比例因子，以待插值点为中心进行前后拓展，充分利用被插值函数整体与局部在变尺度下的自相似性，得到待测短波天线500的方向图，根据该方向图得到不圆度、主波瓣指向、主波瓣宽度以及前后比等参数。

其中，结合机载的短波天线201的辐射特性仿真对飞行定位和飞行姿态导致的位置误差进行修正包括：位置误差修正和姿态补偿两个方面。

位置误差修正可以包括结合位置补偿算子实现被测接收天线误差因子的计算。因为理想状态下，每个采样点的位置(无人机位置)应该是与中心点(中心控制设备400和射频收发设备300的位置)的距离恒定，当无人机的位置信息存在偏差时，根据该偏差对测试数据进行补偿。姿态补偿可以包括通过仿真工具构建短波天线201在无人机平台的辐射特性仿真，结合该辐射特性仿真实现被测短波天线500误差的计算。因为理想情况下，无人机上的短波天线201应该为各向同性的理想点源，由于无人机在飞行时，存在姿态(航向角、滚转角、俯仰角)的变化，这将会导致以无人机为中心的载体坐标系下被测短波天线500所在位置对应的俯仰和方位面接收功率存在偏差，因此需要根据机载的短波天线201的辐射特性仿真结果对测试数据进行补偿。

在本发明实施例中，射频收发设备300还与标准短波天线连接，射频收发设备300还用于检测标准短波天线的功率值，将检测到的标准短波天线的功率值传输给中心控制设备400。

中心控制设备400还用于根据待测短波天线500的功率值和标准短波天线的功率值，评估待测短波天线500的增益性能。

由于待测短波天线500的增益性能需要与标准短波天线进行对比，所以测试增益性能时，需要分两个阶段，一个阶段测试待测短波天线500的数据，另一个阶段测试标准短波天线的数据，根据两个阶段的测试数据来确定待测短波天线500的增益性能。需要说明的是，两个阶段中，无人机的飞行轨迹设置相同。

其中，标准短波天线包括垂直极化天线准标准天线和水平极化天线准标准天线，其中，水平极化天线准标准天线采用长度和架设高度可调的半波长偶极子天线。通过测试准标准天线电磁波能量分布情况，与待测短波天线500电磁波能量分布情况进行对比，获得待测短波天线500的增益性能。

进一步地，在测试开始时，工作人员通过上位机设置中心控制设备400的工作状态为空中测试评估模式，中心控制设备400自检，并上传自检信息。空中测试设备200自检，并上传自检信息。如果自检信息均正常，则工作人员利用上位机设置空中无人机的飞行轨迹参数，中心控制设备400可以采用二位矩阵存储表格存储飞行轨迹参数，例如将频率、高度、半径等信息存储在二位矩阵存储表格中。设置无人机空中测试设备200为发送状态，射频收发设备300为接收状态，同时控制无人机起飞。然后，完成短波天线的性能测试。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于评估短波天线性能的空中测试设备，其特征在于，所述空中测试设备搭载在无人机上，所述无人机用于围绕设置在地面的待测短波天线飞行；

所述空中测试设备包括：短波天线、功放模块、信号源、数据交换与控制模块、数传电台、飞控模块和电源模块；所述功放模块同时与所述短波天线以及所述信号源电连接，所述数据交换与控制模块同时与所述信号源、所述数传电台和所述飞控模块电连接，所述功放模块、所述信号源、所述数据交换与控制模块和所述数传电台均与所述电源模块电连接；

所述短波天线，用于与所述待测短波天线通信，所述短波天线由所述功放模块和所述信号源驱动；

所述飞控模块，用于获取所述无人机的状态信息，并接收设置在地面的中心控制设备发送的飞行控制指令，根据所述无人机的状态信息和所述飞行控制指令控制所述无人机运行，所述无人机的状态信息包括所述无人机的坐标值及横摇、纵摇、航向与时间信息，所述无人机的状态信息用于将采集到的功放输出电平值和采集时的无人机状态关联，以使所述中心控制设备能够分析待测短波天线在各个方向的性能；

所述数据交换与控制模块，用于先将所述无人机的状态信息通过所述数传电台发送给中心控制设备；然后接收所述中心控制设备发出的电平查询指令，获取所述功放模块的功放输出电平值，并通过所述数传电台传输给所述中心控制设备，所述功放输出电平值用于提供给所述中心控制设备，以使所述中心控制设备根据所述待测短波天线的功率值和所述功放输出电平值评估所述待测短波天线的性能；所述数传电台上连接有天线，所述天线为230MHz数传天线；

所述数据交换与控制模块，还用于将所述飞控模块获取到的WGS-84大地坐标系的坐标值转换为以所述待测短波天线为中心的坐标值后，发送给所述中心控制设备。

2.根据权利要求1所述的空中测试设备，其特征在于，所述飞控模块，还用于在所述无人机上升过程中将所述无人机的状态信息发送给所述中心控制设备；当所述无人机飞行达到预定高度后，接收所述中心控制设备发送的开始测试指令；将所述开始测试指令发送给所述数据交换与控制模块。

3.根据权利要求2所述的空中测试设备，其特征在于，所述数据交换与控制模块，还用于在接收到所述开始测试指令时，控制所述功放模块和所述信号源工作。

4.根据权利要求1-3任一项所述的空中测试设备，其特征在于，所述飞行控制指令包括飞行速度、飞行高度、飞行半径和频率；

所述飞控模块，用于按照所述飞行速度、飞行高度和飞行半径控制所述无人机运行；同时，按照所述频率获取所述无人机的状态信息。

5.根据权利要求1-3任一项所述的空中测试设备，其特征在于，所述空中测试设备还包括设备盒，所述功放模块、所述信号源、所述数据交换与控制模块和所述数传电台设置在所述设备盒内，所述短波天线、所述飞控模块和所述电源模块设置在所述设备盒外部。

6.根据权利要求5所述的空中测试设备，其特征在于，所述设备盒设置在所述无人机的机首，且所述无人机上对应所述设备盒设置有通风通道。

7.根据权利要求6所述的空中测试设备，其特征在于，所述设备盒上分布有多个通孔。

8.根据权利要求1-3任一项所述的空中测试设备，其特征在于，所述空中测试设备还包括：

900MHz数传天线和卫星天线，所述900MHz数传天线和卫星天线均与所述飞控模块电连接。

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