CN114531170B - 一种靶机用低成本机载双天线通信装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种靶机用低成本机载双天线通信装置及方法，顶部天线和底部天线均通过射频线缆连接于射频切换开关输出通道，机载电台连接于射频切换开关的输入通道，任务控制器的某一任务通道与射频切换开关的正负极相连；机载电台及任务控制器通过串口连接飞控器进行数据传输，飞控器对电台数据进行帧频统计，将帧频值当做判断标准，确定任务控制器所选任务通道电平，并将判断结果传送给任务控制器；任务控制器根据飞控器的指令，变更所选任务通道电平并返回任务通道电平状态给飞控器；射频切换开关根据任务控制器任务通道电平选择顶部天线或腹部天线工作。本发明可根据实际情况选用较优位置的天线作为通信天线。

Description

一种靶机用低成本机载双天线通信装置及方法
技术领域
本发明涉及机载射频通信技术，具体涉及一种靶机用低成本机载双天线通信装置及方法。
背景技术
传统的机载射频通信一般采用单天线的形式，机载天线安装在机顶或机腹位置，甚至有时为了减少对气动特性的影响，机载天线会预埋进靶机尾翼。受到机翼以及机身遮挡的影响，靶机在某些特定角度或是做机动动作时，存在通信质量下降，靶机处于失控状态的问题。此前，也有机载双天线电台形式，但多是在电台中增加一路接收信道用于接收信号强度，并通过比较器比对信号强度选择信号强度较强的支路进行通信。这种方式一方面一定程度上增加了机载电台的尺寸和成本；另一方面机载天线始终处于比较信号再切换的状态，这种状态不可控，增加了飞行风险。
发明内容
本发明的目的在于提出一种靶机用低成本机载双天线通信装置及控制方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种靶机用低成本机载双天线通信装置，包括顶部天线、腹部天线、射频切换开关、机载电台、任务控制器、飞控器，其中顶部天线和底部天线均通过射频线缆连接于射频切换开关输出通道，所述机载电台连接于射频切换开关的输入通道，所述任务控制器的某一任务通道与射频切换开关的正负极相连；
所述机载电台及任务控制器通过串口连接飞控器进行数据传输，所述飞控器对电台数据进行帧频统计，将帧频值当做判断标准，确定任务控制器所选任务通道电平，并将判断结果传送给任务控制器；任务控制器根据飞控器的指令，变更所选任务通道电平并返回任务通道电平状态给飞控器；射频切换开关根据任务控制器任务通道电平选择顶部天线或腹部天线工作。
进一步的，所述顶部天线、腹部天线分别安装于靶机顶部和腹部，与机身做共形设计。
进一步的，所述射频切换开关选择射频同轴切换开关，或者由射频开关芯片和与非门芯片组成的射频开关模块。
进一步的，所述任务控制器任务通道的选择通过直连或无线连接的方式进行配置更改，更改后将任务控制器的任务通道正负极与射频切换开关正负极重新连接。
进一步的，所述飞控器中帧频数值的判别阈值以及判别逻辑通过直连或无线连接的方式进行配置更改，在飞行过程中不更改。
进一步的，所述飞控器将遥控帧频值当做判断标准，控制任务控制器变更所选任务通道电平，具体方法为：
步骤1：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为高电平，切换到辅天线工作，并转至步骤2；否则保持所选任务通道低电平，主天线工作；
步骤2：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为低电平，切换到主天线工作，并转至步骤3，否则保持所选任务通道高电平，辅天线工作；
步骤3：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为高电平，切换到辅天线工作，并转至步骤4，否则保持所选任务通道低电平，主天线工作，并转至步骤1；
步骤4，若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道切换到低电平，主天线工作，持续10s后，重新进入新一轮自动切换；否则保持所选任务通道高电平，辅天线工作，并转至步骤2。
一种靶机用低成本机载双天线通信方法，基于所述的靶机用低成本机载双天线通信装置，实现机载双天线通信。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)上、下双天线分别安装于靶机顶部和腹部，可根据实际情况选用较优位置的天线作为通信天线。2)采用外置射频切换开关，双天线装置可以随用随装，安装位置有限或有其他困难的情况下，靶机依旧可以单天线工作；同时可以节省一路接收信道，一定程度上能够降低电台的尺寸及成本。3)采用直连或无线连接的方式更改任务通道，用以满足当前选择通道被占用或者射频切换开关安装于不同位置的需求。4)采用遥测软件控制双天线功能开启关闭，功能可控，降低了飞行风险。5)采用直连或无线连接的方式更改帧频数值的判别阈值以及判别逻辑，让靶机在不同飞行环境下能够实现更有效的天线切换机制，避免因为某些连续机动或靶机姿态连续变化，天线位置处于不断变换的情况下，选用的始终是接收效果差的天线。
附图说明
图1是本发明机载双天线结构示意图。
图2是本发明自主切换判断逻辑流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
如图1所示，一种机载双天线通信装置，包括顶部天线1、腹部天线2、射频切换开关3、机载电台4、任务控制器5、飞控器6及若干连接线缆。顶部天线1和底部天线2均通过射频线缆连接于射频切换开关3输出通道，机载电台4连接于射频切换开关3的输入通道，任务控制器5的某一任务通道与射频切换开关3的正负极正确相连，机载电台4及任务控制器5通过串口连接飞控器6进行数据传输。飞控器6对电台数据进行帧频统计，将帧频值当做判断标准，确定任务控制器5所选任务通道电平，并将判断结果传送给任务控制器5；任务控制器5根据飞控器6的指令，变更所选任务通道电平并返回任务通道电平状态给飞控器6；射频切换开关3根据任务控制器5所选通道电平选择顶部天线1或腹部天线2工作。
所述顶部天线1、腹部天线2分别安装于靶机顶部和腹部适当位置，可做共形设计，不影响整机气动特性。
所述射频切换开关3可以选择射频同轴切换开关，也可以选择由射频开关芯片和与非门芯片组成的射频开关模块。射频切换开关的输入与输出通道仅表示一种连接方式，当开关接通后所选工作通道双向导通。
所述机载电台4只需要具备一组收发信道用于射频信号的收发。
所述任务控制器5任务通道的选择可以通过直连或无线连接的方式进行配置更改，更改后将任务控制器的任务通道正负极与射频切换开关正负极重新连接即可。
所述飞控器6中帧频数值的判别阈值以及判别逻辑可通过直连或无线连接的方式进行配置更改，不建议在飞行过程中更改配置。
本发明双天线通信装置，同一时间只有一个天线顶部或腹部在工作。靶机上电，默认天线切换功能关闭，飞行过程中择机通过遥测软件给靶机发送指令，打开天线切换功能，打开自动切换功能后靶机根据实际情况自动切换顶部天线或腹部天线进行工作。打开自动切换功能后，默认任务通道始终低电平，主天线工作。下面详细阐述一种切换机制，但切换机制不仅限于这一种。自动切换判断流程如图2所示：
步骤1：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为高电平，切换到辅天线工作，并转至步骤2；否则保持所选任务通道低电平，主天线工作；
步骤2：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为低电平，切换到主天线工作，并转至步骤3，否则保持所选任务通道高电平，辅天线工作；
步骤3：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为高电平，切换到辅天线工作，并转至步骤4，否则保持所选任务通道低电平，主天线工作，并转至步骤1；
步骤4，若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道切换到低电平，主天线工作，持续10s后，重新进入新一轮自动切换；否则保持所选任务通道高电平，辅天线工作，并转至步骤2。
遥测软件下达关闭天线切换功能指令时，任务通道恢复低电平，主天线工作。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种靶机用低成本机载双天线通信装置，其特征在于，包括顶部天线（1）、腹部天线（2）、射频切换开关（3）、机载电台（4）、任务控制器（5）、飞控器（6），其中顶部天线（1）和腹部天线（2）均通过射频线缆连接于射频切换开关（3）输出通道，所述机载电台（4）连接于射频切换开关（3）的输入通道，所述任务控制器（5）的某一任务通道与射频切换开关（3）的正负极相连；
所述机载电台（4）及任务控制器（5）通过串口连接飞控器（6）进行数据传输，所述飞控器（6）对电台数据进行帧频统计，将帧频值当做判断标准，确定任务控制器（5）所选任务通道电平，并将判断结果传送给任务控制器（5）；任务控制器（5）根据飞控器（6）的指令，变更所选任务通道电平并返回任务通道电平状态给飞控器（6）；射频切换开关（3）根据任务控制器（5）任务通道电平选择顶部天线（1）或腹部天线（2）工作；
所述飞控器（6）将遥控帧频值当做判断标准，控制任务控制器（5）变更所选任务通道电平，具体方法为：
步骤1：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为高电平，切换到辅天线工作，并转至步骤2；否则保持所选任务通道低电平，主天线工作；
步骤2：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为低电平，切换到主天线工作，并转至步骤3，否则保持所选任务通道高电平，辅天线工作；
步骤3：若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道变为高电平，切换到辅天线工作，并转至步骤4，否则保持所选任务通道低电平，主天线工作，并转至步骤1；
步骤4，若遥控帧频持续3s小于5帧，所选任务通道切换到低电平，主天线工作，持续10s后，重新进入新一轮自动切换；否则保持所选任务通道高电平，辅天线工作，并转至步骤2。
2.根据权利要求1所述的靶机用低成本机载双天线通信装置，其特征在于，所述顶部天线（1）、腹部天线（2）分别安装于靶机顶部和腹部，与机身做共形设计。
3.根据权利要求1所述的靶机用低成本机载双天线通信装置，其特征在于，所述射频切换开关（3）选择射频同轴切换开关，或者由射频开关芯片和与非门芯片组成的射频开关模块。
4.根据权利要求1所述的靶机用低成本机载双天线通信装置，其特征在于，所述任务控制器（5）任务通道的选择通过直连或无线连接的方式进行配置更改，更改后将任务控制器的任务通道正负极与射频切换开关正负极重新连接。
5.根据权利要求1所述的靶机用低成本机载双天线通信装置，其特征在于，所述飞控器（6）中帧频数值的判别阈值以及判别逻辑通过直连或无线连接的方式进行配置更改，在飞行过程中不更改。
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