CN211348636U

CN211348636U - 无人机系统电磁效应的等效试验装置

Info

Publication number: CN211348636U
Application number: CN201922283135.4U
Authority: CN
Inventors: 余道杰; 柴梦娟; 贺凯; 余泽骅; 莫有权; 张霞; 刘广怡; 谢维博; 东珂; 王晓梅; 何中阳
Original assignee: Zhengzhou Foreign Language Middle School; Information Engineering University of PLA Strategic Support Force
Current assignee: Zhengzhou Foreign Language Middle School; Information Engineering University of PLA Strategic Support Force
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2029-12-18

Abstract

本实用新型提供一种无人机系统电磁效应的等效试验装置。该装置包括：包括GPS增强转发模块、干扰源、受试无人机、监测模块和电磁效应数据采集与分析模块；干扰源、受试无人机、监测模块和电磁效应数据采集与分析模块位于室内；GPS增强转发模块用于为受试无人机提供GPS信号；GPS增强转发模块包括位于室外的第一GPS接收天线和GPS信号增强器，以及位于室内的GPS发射天线；第一GPS接收天线、GPS信号增强器和GPS发射天线依次相连接；干扰源用于生成耦合至受试无人机的干扰信号；监测模块用于监测所述干扰源生成的第一干扰信号参数和耦合至所述受试无人机的第二干扰信号参数；电磁效应数据采集与分析模块用于在线实时获取所述受试无人机的无人机效应数据信息。

Description

无人机系统电磁效应的等效试验装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机系统电磁效应的等效试验装置。

背景技术

针对试验场景的不同，国内外目前开展的无人机电磁效应试验可以分为外场试验和室内试验。外场试验环境下，无人机处于正常工作状态下，然而，由于此时的无人机一般处于空中飞行模式下，外场试验的可控性较差、危险性较高，无法在线实时获取电磁效应数据；室内试验环境下，由于室内的GPS信号较弱，无人机在室内无法正常飞行，因此室内试验通常只能在无人机静态固定非工作状态下进行电磁效应试验测试，也就是说，室内试验无法对正常飞行状态下的无人机进行电磁效应试验。

发明内容

针对现有的无人机电磁效应试验装置在进行电磁效应试验时，均需要固定受试设备，而难以在室内对正常工作状态下（例如动态飞行）的无人机进行电磁效应试验的问题，本实用新型提供一种无人机系统电磁效应的等效试验装置，通过设计一种GPS增强转发模块，将室外GPS信号接入室内，使得无人机在室内也可处于正常工作状态，从而在室内即可获得正常工作状态下的无人机GPS和飞控模块的电磁效应试验测试数据，对无人机电磁效应研究有了更为准确的认识。

本实用新型提供一种无人机系统电磁效应的等效试验装置，包括GPS增强转发模块、干扰源、受试无人机、监测模块和电磁效应数据采集与分析模块；所述干扰源、受试无人机、监测模块和电磁效应数据采集与分析模块位于室内；

所述GPS增强转发模块，用于为所述受试无人机提供GPS信号；所述GPS增强转发模块包括：位于室外的第一GPS接收天线和GPS信号增强器，以及位于室内的GPS发射天线；所述第一GPS接收天线、所述GPS信号增强器和所述GPS发射天线依次相连接；

所述干扰源，用于生成耦合至受试无人机的干扰信号；

所述监测模块，用于监测所述干扰源生成的第一干扰信号参数和耦合至所述受试无人机的第二干扰信号参数；

所述电磁效应数据采集与分析模块，用于在线实时获取所述受试无人机的无人机效应数据信息。

进一步地，所述GPS信号增强器和所述GPS发射天线通过同轴线缆连接。

进一步地，所述受试无人机包括GPS模块和飞控模块；所述GPS模块连接有第二GPS接收天线，所述第二GPS接收天线，用于接收所述GPS发射天线发射的GPS信号；所述飞控模块，用于控制无人机各模块间的协调工作并记录无人机效应数据信息，所述飞控模块与所述电磁效应数据采集与分析模块通过数传模块连接。

进一步地，所述飞控模块和所述电磁效应数据采集与分析模块之间还设置有防止干扰信号耦合进入所述电磁效应数据采集与分析模块的磁环。

进一步地，所述数传模块采用USB数据线。

本实用新型的有益效果：

（1）利用GPS增强转发模块，通过将位于室外的第一GPS接收天线接收到的卫星信号经过GPS增强器进行GPS信号增强，然后通过同轴线缆连接位于室内的GPS发射天线，利用室内的GPS发射天线为室内的受试无人机GPS模块提供GPS信号，解决了由于室内GPS信号弱，无人机在室内无法正常飞行或者无法正常定点、自动、跟随等需要GPS信号支持的飞行模式下的高标准飞行问题。

（2）受试无人机GPS模块通过位于室内的第二GPS接收天线接收GPS发射天线转发的GPS信号；通过调整室外的第一GPS接收天线和GPS增强器的运动状态，可以在固定无人机整机不动而仅螺旋桨旋转的情况下，实现在室内也可对正常飞行状态的无人机进行电磁效应测试的目的，即达到了无人机室外飞行状态室内等效模拟的效果，解决了现有装置测试时因受试无人机固定而导致的飞行状态无法室内模拟的问题，满足室外GPS静态悬停和动态飞行电磁效应试验的在线实时测试需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的无人机系统电磁效应的等效试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的无人机系统电磁效应的等效试验装置的GPS信号流图；

图3为本实用新型实施例提供的无人机系统电磁效应的等效试验装置的干扰信号流图；

图4为本实用新型实施例提供的利用无人机系统电磁效应的等效试验装置进行电磁效应试验的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种无人机系统电磁效应的等效试验装置，如图1所示，该等效试验装置包括GPS增强转发模块、干扰源、受试无人机、监测模块和电磁效应数据采集与分析模块；所述干扰源、受试无人机、监测模块和电磁效应数据采集与分析模块位于室内。所述GPS增强转发模块用于为所述受试无人机提供GPS信号；所述GPS增强转发模块包括：位于室外的第一GPS接收天线和GPS信号增强器，以及位于室内的GPS发射天线；所述第一GPS接收天线、所述GPS信号增强器和所述GPS发射天线依次相连接。所述干扰源用于生成耦合至受试无人机的干扰信号。所述监测模块用于监测所述干扰源生成的第一干扰信号参数和耦合至所述受试无人机的第二干扰信号参数。所述电磁效应数据采集与分析模块，用于在线实时获取所述受试无人机的无人机效应数据信息。

具体地，第一干扰信号参数是指干扰源生成的且尚未耦合至无人机的初始干扰信号的相关参数。由于干扰信号在传输或者耦合过程中存在一定的衰减或者损失，干扰源生成的干扰信号实际上并不能完全耦合至无人机，因此，第二干扰信号参数是指耦合至无人机的实际干扰信号的相关参数。第一、第二干扰信号参数包括但不限于：干扰信号的功率、频率或带宽等参数信息。

所述GPS信号增强器和所述GPS发射天线通过同轴线缆连接。如图2所示，GPS信号经第一GPS接收天线接收，并由GPS信号增强器放大，经同轴电缆传输至室内GPS发射天线，辐射至室内；位于受试无人机GPS模块上的室内第二GPS接收天线接收转发至室内的GPS信号，为无人机提供正常飞行所需的GPS位置信息。

如图3所示，干扰信号由干扰源产生，经耦合进入受试无人机（根据测试场景的设置可分别耦合进入GPS模块或者飞控模块等），同时由监测装置监测干扰源产生以及受试无人机的接收到的干扰信号参数信息。

本实用新型提供的无人机系统电磁效应的等效试验装置，利用GPS增强转发模块，为屏蔽室内的受试无人机GPS模块提供GPS信号，受试无人机GPS模块通过位于屏蔽室内的第二GPS接收天线接收GPS发射天线转发的GPS信号；通过调整室外的第一GPS接收天线和GPS增强器的运动状态，可以在固定无人机整机不动而仅螺旋桨旋转的情况下，实现在室内也可对正常飞行状态的无人机进行电磁效应测试的目的，即达到了无人机室外飞行状态室内等效模拟的效果，解决了现有方法测试时因受试无人机固定而导致的飞行状态无法室内模拟的问题，满足室外GPS静态悬停和动态飞行电磁效应的室内电磁效应标准测试需求。

无人机系统电磁效应的等效试验装置基本测试流程如图4所示，包含以下步骤：

S401：校准无人机系统电磁效应的等效试验装置；本步骤的目的在于确保和提高后续步骤测得的磁效应数据的准确性；对室内GPS模块的校准主要是通过对GPS增强转发模块上电，将第一GPS接收天线置于室外，GPS发射天线置于室内，测试无人机是否能正确接收GPS信号；

S402：固定GPS发射天线和第二GPS接收天线的运动状态不变，调整第一GPS接收天线和GPS信号增强器的运动状态，所述运动状态包括但不限于：静态悬停、直线飞行和矩形轨迹飞行；

S403：设置干扰源输出的干扰信号参数，所述干扰信号参数包括但不限于：频率、功率、带宽；

S404：使干扰源输出干扰信号，利用监测模块记录干扰源产生以及受试无人机的接收到的干扰信号参数信息；

S405：利用无人机飞控模块记录受试无人机电磁效应数据；

S406：电磁效应数据采集与分析模块根据所述干扰信号参数以及电磁效应数据分析受试无人机电磁效应；

S407：调整干扰源输出的干扰信号参数，重复步骤S402至步骤S406。

由上内容可知：本实用新型提供的无人机系统电磁效应的等效试验装置，通过利用干扰源产生干扰信号，干扰信号耦合进入受试无人机GPS模块或飞控模块；然后利用监测模块记录干扰源产生以及受试无人机的接收到的干扰信号参数信息；最后，利用电磁效应数据采集与分析模块对无人机进行在线实时监测及数据采集；调整干扰信号参数、第一GPS接收天线和GPS信号增强器的运动状态，重复上述过程，最终完成无人机系统电磁效应试验测试和分析。

相比于传统试验装置，本实用新型可以在固定无人机整机不动而仅螺旋桨旋转的情况下，实现在室内也可对正常飞行状态的无人机进行电磁效应测试的目的，即达到了无人机室外飞行状态室内等效模拟的效果，解决了现有方法测试时因待测无人机固定而导致的飞行状态无法室内模拟的问题，满足室外GPS静态悬停和动态飞行电磁效应的室内电磁效应标准测试需求。

需要说明的是，本实用新型提供的无人机系统电磁效应的等效试验装置，可以进行的电磁效应试验包括但不限于：无人机GPS模块的BCI电磁效应试验，无人机GPS模块ESD电磁效应，无人机飞控模块电波暗室辐射干扰效应试验等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种无人机系统电磁效应的等效试验装置，其特征在于，包括GPS增强转发模块、干扰源、受试无人机、监测模块和电磁效应数据采集与分析模块；所述干扰源、受试无人机、监测模块和电磁效应数据采集与分析模块位于室内；

所述干扰源，用于生成耦合至受试无人机的干扰信号；

2.根据权利要求1所述的等效试验装置，其特征在于，所述GPS信号增强器和所述GPS发射天线通过同轴线缆连接。

3.根据权利要求1所述的等效试验装置，其特征在于，所述受试无人机包括GPS模块和飞控模块；所述GPS模块连接有第二GPS接收天线，所述第二GPS接收天线，用于接收所述GPS发射天线发射的GPS信号；所述飞控模块，用于控制无人机各模块间的协调工作并记录无人机效应数据信息，所述飞控模块与所述电磁效应数据采集与分析模块通过数传模块连接。

4.根据权利要求3所述的等效试验装置，其特征在于，所述飞控模块和所述电磁效应数据采集与分析模块之间还设置有防止干扰信号耦合进入所述电磁效应数据采集与分析模块的磁环。

5.根据权利要求3所述的等效试验装置，其特征在于，所述数传模块采用USB数据线。