KR20180089815A - 무인 비행기 - Google Patents

무인 비행기 Download PDF

Info

Publication number
KR20180089815A
KR20180089815A KR1020170014616A KR20170014616A KR20180089815A KR 20180089815 A KR20180089815 A KR 20180089815A KR 1020170014616 A KR1020170014616 A KR 1020170014616A KR 20170014616 A KR20170014616 A KR 20170014616A KR 20180089815 A KR20180089815 A KR 20180089815A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antennas
antenna
switching unit
controller
control unit
Prior art date
Application number
KR1020170014616A
Other languages
English (en)
Inventor
이병준
장명호
이제민
Original Assignee
엘에스엠트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스엠트론 주식회사 filed Critical 엘에스엠트론 주식회사
Priority to KR1020170014616A priority Critical patent/KR20180089815A/ko
Publication of KR20180089815A publication Critical patent/KR20180089815A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/36—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like adapted to receive antennas or radomes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • B64C2201/146—
    • B64D2700/62184—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

비행 상황이나 주변 환경 또는 목적에 따라 효율적으로 조종자와 신호를 송수신할 수 있는 무인 비행기가 개시된다. 일 측면에 따른 무인 비행기는, 복수의 안테나; 전기 에너지를 공급하는 급전부; 상기 복수의 안테나 중 하나를 선택하여 상기 급전부에 연결하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

무인 비행기{Unmanned aerial vehicle}
본 발명은 무인 비행기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 원격 제어되는 무인 비행기에 관한 것이다.
근래에 드론(Drone)과 같은 일반 소비자용의 무인 비행기(unmanned aerial vehicle; UAV)의 수요가 늘고 있으며 이러한 무인 비행기에는 비행 원격 제어를 위해 지상 기지국(또는 조종기 등)과 무선 통신을 수행하는 안테나가 장착된다. 무인 비행기는 원거리에서 제어되어야 하므로 고성능의 안테나가 구비되어야 하고, 안테나의 성능이 무지향성을 유지하기 위한 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
무인 비행기는 그 특성상 원거리에서 제어되는데 주변 지형지물에 의해 무인 비행기와 조종자 사이에 신호가 원활하게 송수신되지 않는 경우가 발생하고 이 경우 무인 비행기가 원활하게 제어되지 못하고 추락하거나 주변 지형지물에 충돌할 위험이 있다. 특히나 빌딩이나 아파트가 많은 도시에서는 이러한 위험성이 더욱 증가한다.
또한, 최근에 개발되어 판매되는 무인 비행기는 비행 원격 제어 이외 카메라를 내장하여 조종자에게 영상 데이터를 송출하는 기능을 가지고 있고 또한 GPS 신호를 수신하여 현재 위치 정보를 조종자에게 송출하는 기능을 가지고 있다. 이와 같이 무인 비행기에 비행 원격 제어 이외 다양한 기능이 탑재됨으로써 송수신 데이터양이 증가하여 하나의 안테나만으로 데이터 쓰루풋(throughput)을 높이기에는 한계가 있다.
본 발명은, 비행 상황이나 주변 환경 또는 목적에 따라 효율적으로 조종자와 신호를 송수신할 수 있는 무인 비행기를 제공하는 데 목적이 있다.
일 측면에 따른 무인 비행기는, 복수의 안테나; 전기 에너지를 공급하는 급전부; 상기 복수의 안테나 중 하나를 선택하여 상기 급전부에 연결하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 복수의 안테나 중 선택된 안테나의 수신 신호 세기가 임계치 이하로 낮아지면 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 안테나 중 선택된 안테나의 수신 신호 세기가 일정한 값 이상 변할 때 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경할 수 있다.
상기 무인 비행기는, GPS 수신부를 더 포함하고, 상기 복수의 안테나는, 방사 패턴의 지향 방향이 서로 다르며, 상기 제어부는, 상기 GPS 수신부에서 수신된 GPS 신호에 기초하여 조종기의 방향을 분석하고, 상기 스위칭부를 제어하여 상기 조정기를 향하는 지향 방향을 갖는 안테나를 선택할 수 있다.
상기 무인 비행기는, 상기 무인 비행기의 고도를 측정하는 고도 측정 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 무인 비행기의 고도에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경할 수 있다.
상기 무인 비행기는, GPS 수신부를 더 포함하고, 복수의 안테나는 동작 주파수 대역이 서로 상이하며, 상기 제어부는, 상기 GPS 수신부에서 수신된 GPS 신호에 기초하여 조종기와 상기 무인 비행기 간의 거리를 분석하고, 그 거리에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경할 수 있다.
다른 측면에 따른 무인 비행기는, 복수의 안테나; 전기 에너지를 공급하는 급전부; 상기 복수의 안테나 중 하나를 선택하여 상기 급전부에 연결하는 스위칭부; 및 조종기와의 통신 용도에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경하는 제어부를 포함한다.
또 다른 측면에 따른 무인 비행기는, 복수의 안테나; 전기 에너지를 공급하는 급전부; 상기 복수의 안테나 중 하나를 선택하여 상기 급전부에 연결하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 복수의 안테나는, 상기 급전부와 연결되는 접점 포인트에 따라 동작 주파수 대역이 변경되는 물리적으로 하나의 안테나이며, 상기 스위칭부는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 접점 포인트를 변경한다.
본 발명의 무인 비행기는, 복수의 안테나 중에서 비행 상황이나 주변 환경에 따라 가장 효율적인 안테나를 선택하여 조종자와 통신함으로써 신호 단절에 의한 충돌이나 추락을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 무인 비행기는 복수의 안테나 중에서 용도에 따라 안테나를 선택한 후 조종자와 데이터를 송수신함으로써 데이터 쓰루풋을 높이고 원활한 비행 제어가 가능하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 무인 비행기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 무인 비행기의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 복수의 안테나를 장착한 무인 비행기의 사시도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 복수의 안테나를 장착한 무인 비행기의 사시도이다.
도 5는 도 4의 복수의 안테나의 방사 패턴을 나타낸 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 하나의 안테나를 전기적으로 복수의 안테나로 구현한 무인 비행기의 안테나 부분의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
도 1은 일 실시예에 따른 무인 비행기의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 무인 비행기(100)는, 비행 동체(110) 및 양력을 발생시키는 로터(rotor)(120)를 포함한다.
비행 동체(110)는 무인 비행기(100)의 외부 구조를 형성함과 동시에 로터(120)나 다른 구성 부품들을 지지 내지 보호하기 위한 것으로서, 공기 저항이나 사용 환경 등을 고려하여 다양한 형태로 구현될 수 있다.
로터(120)는 비행 동체(110)에 회전 가능하게 고정되는 회전 날개로서 무인 비행기의 제어부(도 1에 미도시)의 제어에 따라 모터를 이용하여 회전한다. 도 1에서는 4개의 로터(120)를 구비하는 쿼드콥터 형태를 설명하지만, 1 이상의 로터를 구비하는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉 듀얼콥터, 트리콥터, 쿼드콥터, 헥사콥터, 옥토콥터 등의 같이 1 이상의 로터를 구비하는 형태로 구현될 수 있다.
도 2는 도 1의 무인 비행기의 내부 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면 도 1의 무인 비행기(100)는, 복수의 안테나(210:210-1, 210-2,..., 210-N), 급전부(220), 스위칭부(230), GPS 수신부(240), GPS 수신부(250), 복수의 모터(250:250-1, 250-2,..., 250-N) 및 제어부(260)를 포함한다.
복수의 안테나(210)는, 신호를 송수신하는 방사체로서, 조종자의 조종기와 무선으로 신호를 송수신한다. 복수의 안테나(210)는 헬리컬(helical) 안테나, 클로버(clover) 안테나, 휩(whip) 안테나 등이 사용될 수 있으나 그 형태나 종류에는 특별히 제한되지 않는다. 복수의 안테나(210)는, 전기적 길이가 서로 동일하여 동일한 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있고, 또는 각각 전기적 길이가 서로 상이하여 서로 상이한 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다. 복수의 안테나(210)는 물리적으로 구분되어 개별적으로 구현될 수 있고, 또는 하나의 안테나를 전기적으로 복수의 안테나로 구현할 수도 있다. 복수의 안테나(210)는 무인 비행기(100)의 비행 동체(110)에 내장형으로 설치될 수 있고, 또는 외장형으로 설치될 수 있다.
복수의 안테나(210)는 비행 동체(110)에 대칭적으로 배치될 수 있다. 예를 들어 비행 동체(110)의 중심으로부터 각 로터(120)로 뻗어있는 복수의 암(Arm)에 각 안테나(210)가 설치될 수 있다. 복수의 안테나(210) 각각이 비행 동체(110)의 각 암에 설치되어 대칭적으로 배치되는 경우, 조종자의 위치를 향하는 안테나(210)를 선택하여 사용할 수 있다.
또는 복수의 안테나(210) 중 일부 안테나는 비행 동체(110)의 상단에 설치될 수 있고, 일부 안테나는 비행 동체(110)의 하단에 설치될 수도 있다. 이 경우 무인 비행기(100)가 지면으로부터 일정한 높이 아래의 고도를 유지하는 경우, 예를 들어 착륙 상태에서 이륙할 때는 비행 동체(110)의 상단에 설치된 안테나(210)를 이용하여 조종자의 조종기와 통신을 하고, 무인 비행기(100)가 이륙하여 지면으로부터 일정한 높이 이상의 고도를 유지할 경우 비행 동체(110)의 하단에 설치된 안테나(210)를 이용하여 조종자의 조종기와 통신할 수 있다.
급전부(220)는 복수의 안테나(210) 중 선택된 안테나(210)로 전자기 에너지를 공급한다. 스위칭부(230)는 제어부(260)의 제어에 따라 복수의 안테나(210) 중 어느 하나의 안테나(210)를 급전부(220)에 연결한다. 스위칭부(230)는 다이오드, 또는 MEMS 스위치 등 공지의 스위치 소자가 사용될 수 있다.
GPS 수신부(240)는 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 제어부(260)로 전달한다. 복수의 모터(250)는 무인 비행기(100)의 로터(120)의 개수에 대응하여 설치되고 제어부(260)의 제어에 따라 회전하여 로터(120)를 회전시킨다. 복수의 모터(250)는 제어부(260)에 의해 개별적으로 회전수가 제어될 수 있다. 예를 들어 수직 이륙일 때는 복수의 모터(250)는 동일한 회전수로 회전하고, 사선으로 이륙하거나 상하, 또는 좌우로 회전할 때는 이에 대응하여 복수의 모터(250)는 서로 다른 회전수로 회전할 수 있다.
제어부(260)는 복수의 안테나(210) 중 어느 하나를 선택하는 제어 신호를 스위칭부(230)로 전달하여 복수의 안테나(210) 중 하나를 선택하여 동작하도록 한다. 제어부(260)가 복수의 안테나(210) 중 하나를 선택하는 예는 다음과 같다.
제어부(260)는 현재 선택하여 동작 중인 안테나(210)의 수신 신호 세기가 임계치 이하로 낮아지거나 또는 일정한 값 이상 변화할 때 나머지 안테나(210) 중 하나의 안테나(210)로 변경할 수 있다. 여기서 임계치의 예는 -80dBi를 들 수 있고 일정한 값은 2dBi를 들 수 있다. 전자파 무반사실(Anechoic chamber) 환경에서 무선 통신이 끊어지는 신호 세기는 최저 임계치가 -80dBi이다. 그리고 일반적으로 모바일 폰에서는 통신을 하는 안테나의 수신 신호 세기가 5dBi만큼 변하면 안테나를 변경하는데, 500㎜×500㎜×500㎜ 부피의 무인 비행기에 복수의 안테나를 설치하고 조종기와 통신한다고 가정할 때 그 조종기로부터 각 안테나에 수신되는 수신 신호의 세기 차는 최대 2dBi이므로 상기 일정한 값을 2dBi로 정할 수 있다.
또는, 제어부(260)는 고도 측정 센서를 통해 무인 비행기(100)의 고도를 측정하고 측정된 고도가 기준 고도 미만인 경우 비행 동체(110)의 상단에 설치된 안테나(210)를 선택하고, 또는 측정된 고도가 기준 고도 이상인 경우 비행 동체(110)의 하단에 설치된 안테나(210)를 선택할 수 있다. 여기서 고도 측정 센서로서 GPS 수신부(240)를 이용할 수 있고 또는 별도로 적외선 센서나 초음파 센서 등의 거리 측정 센서가 이용될 수 있다.
또는, 복수의 안테나(210) 각각의 용도가 정해져 있는 경우, 제어부(260)는, 조종자의 조종기와의 통신 용도에 따라 안테나(210)를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제 1 안테나는 단거리 제어용이고, 제 2 안테나는 장거리 제어용이며, 제 3 안테나는 영상 송신/제어용일 때, 제어부(260)는 무인 비행기(100)의 카메라에서 촬영된 영상을 조종기로 송신할 때 제 3 안테나를 선택하고, 영상 송신 없이 원격 제어에 의한 무인 비행만 할 경우 조종기와 무인 비행기(100) 간의 거리에 따라 제 1 또는 제 2 안테나 중 하나를 선택한다. 일반적으로 전파는 주파수가 낮을수록 장거리로 전파되고 주파수가 높아질수록 단거리로 전파된다. 따라서 장거리 제어용의 안테나의 전기적 길이가 단거리 제어용의 안테나의 전기적 길이보다 길다.
또한, 제어부(260)는 복수의 안테나(210) 각각의 방사 패턴의 정보를 저장하고 조종기의 위치 및 방향 그리고 무인 비행기(100)의 위치, 자세 및 방향에 기초하여 조종기와 가장 효율적으로 통신할 수 있는 방사 패턴을 갖는 안테나(210)를 선택할 수 있다. 제어부(260)는, GPS 수신부(240)로부터 전달되는 GPS 신호를 토대로 조종기의 위치 및 방향 그리고 무인 비행기(100)의 위치를 확인할 수 있고, 도시되지 않은 지자기 센서를 이용하여 무인 비행기(100)의 자세 및 방향을 확인할 수 있다. 제어부(260)는 이륙 시작시 GPS 수신부(240)로부터 전달되는 GPS 신호를 토대로 이륙 위치를 확인하고, 이후 비행 중 실시간으로 GPS 신호를 이용하여 현재 위치 및 고도를 확인함으로써, 무인 비행기(100)의 현재 위치에 대한 조정기의 상대적 위치 및 방향을 파악할 수 있다. 또는 제어부(260)는 무인 비행기(100)에 장착된 GPS 수신기(240)로부터 전달된 GPS 신호를 이용하여 무인 비행기(100)의 현재 위치 및 고도를 확인한 후, 조종기로부터 수신되는 조종기의 현재 위치 정보를 함께 참조하여 조종기의 위치 및 방향을 분석할 수도 있다.
제어부(260)는 변경 후의 안테나의 동작 주파수가 변경 전의 안테나의 동작 주파수와 다를 경우 이에 관한 정보를 조종자의 조종기로 전송하여 조종기도 주파수를 변경하도록 하는 것이 바람직하다.
도 3은 일 실시예에 따른 복수의 안테나를 장착한 무인 비행기의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 무인 비행기(100)의 비행 동체(110)의 상단 중심 부분에 휩(whip) 안테나(310)가 설치되고, 비행 동체(100)의 암의 하단에 클로버 안테나(320)가 설치되며, 비행 동체(100)의 하단의 다리에 헬리컬 안테나(330)가 설치된다.
도 3에 있어서, 휩 안테나(310)는 단기 조종용 안테나로서 동작하고, 헬리컬 안테나(330)는 장거리 조종용 안테나로서 동작할 수 있다. 따라서 헬리컬 안테나(330)의 전기적 길이는 휩 안테나(310)의 전기적 길이보다 길다. 무인 비행기(100)의 제어부(260)는 영상 송신 없이 원격 제어에 의한 무인 비행만 할 경우 조종기와 무인 비행기(100) 간의 거리에 따라 휩 안테나(310) 또는 헬리컬 안테나(330) 중 하나를 선택한다. 제어부(260)는 GPS 수신부(240)로부터 전달되는 GPS 신호에 기초하여 조종기와 무인 비행기(100) 간의 거리를 분석하여 기 설정된 거리 이상으로 멀어진 경우 헬리컬 안테나(330)를 선택하고, 기 설정된 거리 이내인 경우 휩 안테나(310)를 선택한다. 또는 제어부(260)는 이륙시에는 휩 안테나(310)를 선택하여 사용하고 휩 안테나(310)로부터 수신되는 신호의 수신 신호 세기가 임계치 이하로 낮아지면 헬리컬 안테나(330)로 변경할 수 있다. 또는 제어부(260)는 무인 비행기(100)의 고도가 기준 고도보다 낮을 때는 비행 동체(110)의 상단에 설치된 휩 안테나(310)를 선택하여 사용하고 무인 비행기(100)의 고도가 기준 고도 이상일 때는 비행 동체(110)의 하단에 설치된 헬리컬 안테나(330)를 선택하여 사용할 수 있다.
도 3에 있어서 클로버 안테나(320)는 영상 송신 및 제어용 안테나로서, 무인 비행기(100)에 설치된 카메라에서 촬영된 영상을 조종기로 송신할 때 선택되어 사용된다. 제어부(260)는 조종자의 조종기로부터 영상 송신 요청이 수신되면, 안테나를 영상 송신 및 제어용의 클로버 안테나(320)로 변경하고 이에 대한 응답을 조종기로 회신할 수 있다. 영상 송신을 위해서는 높은 주파수의 신호가 필요하므로 클로버 안테나(320)는 1GHz 이상의 동작 주파수를 갖는 것이 바람직하다. 무인 비행기(100)에서 클로버 안테나(320)가 선택되고 조종기에서도 이에 대응하는 안테나가 선택되면, 무인 비행기(100)의 제어부(260)는 무인 비행기(100)의 카메라에서 촬영되는 실시간 영상을 클로버 안테나(320)를 통해 조종기로 송신할 수 있다. 이때 무인 비행기(100)에 대한 제어 신호는 클로버 안테나(320)를 통해 조종기로부터 수신될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 복수의 안테나를 장착한 무인 비행기의 사시도이고, 도 5는 도 4의 복수의 안테나의 방사 패턴을 나타낸 도면이다. 도 4을 참조하면, 본 실시예의 무인 비행기(100)는 비행 동체(110)의 중심으로부터 각 암(Arm)으로 안테나(410, 420, 430, 440)가 연장되어 있다. 각 안테나(410, 420, 430, 440)는 도 4에 도시된 바와 같이 길이가 서로 다르다. 각 안테나(410, 420, 430, 440)는 도전성 패턴으로 각 암에 노출되어 형성될 수 있고, 또는 암의 내부에 내장형으로 형성될 수도 있다. 각 안테나(410, 420, 430, 440)의 길이는 서로 다르므로 동작 주파수는 서로 다르다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이 각 안테나(410, 420, 430, 440)의 방사 패턴의 지향 방향은 서로 다르다.
따라서, 무인 비행기(100)의 제어부(260)는 조종기와 무인 비행기(100) 간의 거리에 따라 복수의 안테나(410, 420, 430, 440) 중 하나를 선택할 수 있다. 제어부(260)는 GPS 수신부(240)로부터 전달되는 GPS 신호에 기초하여 조종기와 무인 비행기(100) 간의 거리를 분석하여 복수의 안테나(410, 420, 430, 440) 중 하나를 선택할 수 있다. 조종기와 무선 비행기(100) 간의 거리가 가까울수록 상대적으로 길이가 짧은 안테나가 선택되어 사용된다. 또는 제어부(260)는 길이가 가장 짧은 제 1 안테나(410)를 사용하다가 수신 신호 세기가 임계치 이하로 낮아지면 이 보다 길이가 긴 제 2 안테나(420)를 사용하는 방식으로 안테나를 선택할 수 있다. 또는 제어부(260)는 무인 비행기(100)의 고도가 기준 고도보다 낮을 때는 비행 동체(110)의 상부로 지향하는 방사 패턴이 형성되는 안테나(410, 420) 중 하나를 사용하고, 무인 비행기(100)의 고도가 기준 고도 이상일 때는 비행 동체(110)의 하부로 지향하는 방사 패턴이 형성되는 안테나(430, 440) 중 하나를 사용할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 하나의 안테나를 전기적으로 복수의 안테나로 구현한 무인 비행기의 안테나 부분의 구성을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 무인 비행기(100)는 하나의 안테나(610), 급전부(620), 접지부(GND)(630), 스위칭부(230) 및 제어부(260)를 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 안테나(610)는 물리적으로 구분되지 않은 하나의 안테나이다. 그러나 그 안테나(610)는 스위칭부(230)의 스위칭 동작에 따라 전기적으로 세 개의 안테나로 구분될 수 있다. 즉 스위칭부(230)는, 제어부(260)의 제어에 따라 안테나(610)의 세 개의 접점 포인트(610a, 610b, 610c) 중 한 접점 포인트를 급전부(620)와 연결시킨다.
상기 세 개의 접점 포인트(610a, 610b, 610c)에는 각각 집중 소자(lumped element)가 설치된다. 집중 소자는 용량성 소자(capacitive element) 또는 유도성 소자(inductive element)로서, 안테나(610)의 전기적 길이를 변경시킨다. 안테나(610)의 세 개의 접점 포인트(610a, 610b, 610c) 중 한 접점 포인트가 급전부(620)와 연결되면 그 연결된 접점 포인트부터 안테나(610)의 말단까지가 방사체로서 동작을 한다. 따라서, 제 1 접점 포인트(610a)가 급전부(620)와 연결되면, 제 1 접점 포인트(610a)의 위치부터 안테나(610)의 끝단까지가 전기적 길이 La를 갖는 방사체로서 동작한다. 그리고 제 2 접점 포인트(610b)가 급전부(620)와 연결되면, 제 2 접점 포인트(610b)의 위치부터 안테나(610)의 끝단까지가 전기적 길이 Lb를 갖는 방사체로서 동작한다. 제 3 접점 포인트(610c)가 급전부(620)와 연결되면, 제 3 접점 포인트(610c)의 위치부터 안테나(610)의 끝단까지가 전기적 길이 Lc를 갖는 방사체로서 동작한다. 따라서 안테나(610)는 물리적으로 하나가 존재하지만 급전부(520)와의 연결 포인트에 따라 그 안테나(610)는 동작 주파수가 서로 다른 세 개의 방사체가 된다. 제 3 접점 포인트(610c)에 급전부(620)가 연결되었을 때 전기적 길이가 가장 길고 따라서 동작 주파수가 가장 낮다. 반면, 제 1 접점 포인트(610a)에 급전부(620)가 연결되었을 때 전기적 길이가 가장 짧고 따라서 동작 주파수가 가장 높다.
무인 비행기(100)의 제어부(260)는 조종기와 무인 비행기(100) 간의 거리에 따라 스위칭부(230)를 제어하여 안테나(610)의 전기적 길이를 선택할 수 있다. 제어부(260)는 GPS 수신부(240)로부터 전달되는 GPS 신호에 기초하여 조종기와 무인 비행기(100) 간의 거리를 분석하여 안테나(610)의 전기적 길이를 선택할 수 있다. 조종기와 무선 비행기(100) 간의 거리가 가까울수록 안테나(610)의 전기적 길이가 상대적으로 짧도록 한다. 즉 제어부(260)는 급전부(620)와 안테나(610)의 제 1 접점 포인트(610a)가 연결되도록 한다. 또는 제어부(260)는 현재의 안테나(610)에서 수신 신호 세기가 임계치 이하로 낮아지면 현재보다 전기적 길이가 길어지도록 한다.
도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 물리적으로 복수의 안테나를 이용하지 않고 물리적으로 하나의 안테나를 전기적으로 복수의 안테나로 동작시켜 무인 비행기(100)의 물리적 공간의 제약을 극복할 수 있어 무인 비행기(100)를 소형화할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 무인 비행기
110 : 비행 동체
120 : 로터
210 : 안테나
220 : 급전부
230 : 스위칭부
240 : GPS 수신부
250 : 모터
260 : 제어부

Claims (8)

  1. 복수의 안테나;
    전기 에너지를 공급하는 급전부;
    상기 복수의 안테나 중 하나를 선택하여 상기 급전부에 연결하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 무인 비행기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 안테나 중 선택된 안테나의 수신 신호 세기가 임계치 이하로 낮아지면 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 안테나 중 선택된 안테나의 수신 신호 세기가 일정한 값 이상 변할 때 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    GPS 수신부를 더 포함하고,
    상기 복수의 안테나는, 방사 패턴의 지향 방향이 서로 다르며,
    상기 제어부는,
    상기 GPS 수신부에서 수신된 GPS 신호에 기초하여 조종기의 방향을 분석하고, 상기 스위칭부를 제어하여 상기 조정기를 향하는 지향 방향을 갖는 안테나를 선택하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무인 비행기의 고도를 측정하는 고도 측정 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 무인 비행기의 고도에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    GPS 수신부를 더 포함하고,
    복수의 안테나는 동작 주파수 대역이 서로 상이하며,
    상기 제어부는,
    상기 GPS 수신부에서 수신된 GPS 신호에 기초하여 조종기와 상기 무인 비행기 간의 거리를 분석하고, 그 거리에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기.
  7. 복수의 안테나;
    전기 에너지를 공급하는 급전부;
    상기 복수의 안테나 중 하나를 선택하여 상기 급전부에 연결하는 스위칭부; 및
    조종기와의 통신 용도에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 안테나를 변경하는 제어부를 포함하는 무인 비행기.
  8. 복수의 안테나;
    전기 에너지를 공급하는 급전부;
    상기 복수의 안테나 중 하나를 선택하여 상기 급전부에 연결하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 안테나는, 상기 급전부와 연결되는 접점 포인트에 따라 동작 주파수 대역이 변경되는 물리적으로 하나의 안테나이며,
    상기 스위칭부는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 접점 포인트를 변경하는 무인 비행기.
KR1020170014616A 2017-02-01 2017-02-01 무인 비행기 KR20180089815A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170014616A KR20180089815A (ko) 2017-02-01 2017-02-01 무인 비행기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170014616A KR20180089815A (ko) 2017-02-01 2017-02-01 무인 비행기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180089815A true KR20180089815A (ko) 2018-08-09

Family

ID=63251322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170014616A KR20180089815A (ko) 2017-02-01 2017-02-01 무인 비행기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180089815A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109218685A (zh) * 2018-11-20 2019-01-15 广东电网有限责任公司 一种视频信号输出方法及装置
EP3950491A4 (en) * 2019-12-19 2022-06-15 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd AUTOMATIC DRIVING CONTROL DEVICE AND DRIVERLESS DEVICE PROVIDED THEREFORE
KR20230030367A (ko) * 2021-08-25 2023-03-06 한국철도기술연구원 시설물 점검 중인 멀티콥터의 gps 수신율 향상 장치 및 방법
US12009569B2 (en) 2019-12-19 2024-06-11 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Self-driving control device and unmanned driving device with the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109218685A (zh) * 2018-11-20 2019-01-15 广东电网有限责任公司 一种视频信号输出方法及装置
EP3950491A4 (en) * 2019-12-19 2022-06-15 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd AUTOMATIC DRIVING CONTROL DEVICE AND DRIVERLESS DEVICE PROVIDED THEREFORE
US12009569B2 (en) 2019-12-19 2024-06-11 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Self-driving control device and unmanned driving device with the same
KR20230030367A (ko) * 2021-08-25 2023-03-06 한국철도기술연구원 시설물 점검 중인 멀티콥터의 gps 수신율 향상 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3120411B1 (en) Mechanically steered and horizontally polarized antenna for aerial vehicles, and associated systems and methods
US11387546B2 (en) Integrated antenna in an aerial vehicle
US8744539B2 (en) Method and apparatus for controlling radiation characteristics of transmitter of wireless device in correspondence with transmitter orientation
KR20180089815A (ko) 무인 비행기
US10418698B2 (en) Omnidirectional antenna using rotation body
US20070103377A1 (en) Antenna system with a controlled directional pattern, a transceiver and a network portable computer
CN110914155B (zh) 无人机
JP3197684U (ja) マルチコプター
CN105292470A (zh) 一种电力线路检测无人机
US10707564B2 (en) Unmanned aerial vehicle
KR101683679B1 (ko) 컨포멀 패치형 어레이 안테나
CN107241699B (zh) 一种天线方向调整的方法及装置
CN109073742B (zh) 雷达装置、无线旋转装置及无人机
KR102182373B1 (ko) 드론용 레이더장치
CN105329440A (zh) 太阳能电力线路检测无人机
US20170358864A1 (en) Compact wifi antenna with a metamaterial reflector
CN107546468A (zh) 用于无人机的三叶草或斜平面轮类型的WiFi天线
KR20200143598A (ko) 안테나 모듈을 포함하는 무인 비행체
CN216312048U (zh) 一种天线及无人飞行器
CN105253302A (zh) 一种设有存储装置的电力线路检测无人机
WO2022188714A1 (zh) 天线、无线信号处理设备及无人机
WO2021261550A1 (en) Transmitting/receiving apparatus and method of transmitting/receiving
JP4452588B2 (ja) 指向性アンテナ及びその指向性制御方法並びにアンテナシステム
KR102623488B1 (ko) 무인 비행체의 안테나 장치 및 제어방법
CN114325716A (zh) 一种雷达装置及无人机