專利名稱：替代伺服機構的簡易天線指向裝置的制作方法
技術領域：
替代伺服機構的簡易天線指向裝置技術領域[0001]本實用新型涉及替代伺服機構的簡易天線指向裝置，屬于無線通信技術領域，可應用于圖像無線傳輸數據鏈系統和其它無線通信系統。
背景技術：
[0002]圖像無線傳輸數據鏈系統是指在飛行器等載體上安裝攝像頭對目標實施進行拍攝，并將實時拍攝的畫面進行壓縮處理并將處理后的數據通過彈載天線傳回到飛機等指揮中心處，指揮中心通過將數據信息進行處理后恢復飛行器拍攝的實時畫面。[0003]由于彈載天線一般為定向天線，其覆蓋角域有一定的范圍，因此不可能在飛行器工作的全部過程能均滿足任務要求，特別是在工作末端，飛行器姿態與飛行時發生了很大變化，數據鏈可能無法工作。要想使數據在末端也能很好的工作，需要對彈載天線指向角域進行調整，天線指向角域與飛行器姿態變化一直，通常要實現該功能常用的方法是對彈載天線加裝伺服機構，控制伺服機構，使得伺服帶動天線進行轉同，使天線指向所需要的角域。[0004]在專利具雙天線結構的電子裝置及其天線切換方法(申請號200610078484. 7) 中介紹了一種具雙天線結構的電子裝置，其包括第一天線模塊，可供接收第一傳輸信號或第二傳輸信號；第二天線模塊，可供接收第一傳輸信號或第二傳輸信號；第一天線譯碼裝置；第二天線譯碼裝置；控制器；以及控制模塊；當該電子裝置所在的環境存在有第二傳輸信號時，則控制器會控制控制模塊驅動第二天線譯碼裝置以優先利用第二傳輸信號進行無線傳輸；當環境沒有第二傳輸信號時，則控制器會控制控制模塊驅動第一天線譯碼裝置以利用第一傳輸信號進行無線傳輸。改方案控制過程需要加裝多個控制和譯碼裝載，結構復雜，成本相對較高。實用新型內容[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的上述不足，提供替代伺服機構的簡易天線指向裝置，該天線通過一個射頻電子開關代替伺服機構，實現形式簡單，降低了系統的復雜程度，提高了可靠性，同時通過設計兩個發射天線在飛行器上的安裝位置和形式，實現了天線隨飛行器姿態變化進行調整，保證了數據鏈的正常工作。[0006]本實用新型的上述目的是通過如下技術方案予以實現的[0007]替代伺服機構的簡易天線指向裝置，包括發射天線A、發射天線B、單刀雙擲射頻電子開關、射頻開關控制信號線和射頻連接電纜，其中發射天線A與發射天線B均通過射頻連接電纜與單刀雙擲射頻電子開關連接，單刀雙擲射頻電子開關則連接射頻開關控制信號線。[0008]在上述替代伺服機構的簡易天線指向裝置中，簡易天線在飛行器上安裝時，發射天線A位于飛行器尾部的上方，發射天線B位于飛行器尾部的側方。[0009]在上述替代伺服機構的簡易天線指向裝置中，發射天線A的中心軸與飛行器縱軸所成的夾角α為正值，發射天線B的中心軸與飛行器縱軸所成的夾角β為負值，其中所述飛行器縱軸上方的角度定義為正值，飛行器縱軸下方的角度定義為負值。[0010]在上述替代伺服機構的簡易天線指向裝置中，夾角α的范圍為3° 10°，夾角 β的范圍為-20° -40°。[0011]在上述替代伺服機構的簡易天線指向裝置中，發射天線A與發射天線B均通過安裝支架安裝在飛行器上。[0012]本實用新型與現有技術相比具有如下有益效果[0013](1)本實用新型簡易天線指向裝置通過一個射頻電子開關代替伺服機構，并且巧妙設計兩個發射天線在飛行器上的安裝位置和角度，不僅天線實現形式簡單，降低了系統的復雜程度，提高了可靠性，而且實現了天線隨飛行器姿態變化進行調整，保證了數據鏈的正常工作；[0014](2)本實用新型簡易天線指向裝置通過對兩個發射天線安裝位置及角度的設計， 實現了天線指向隨飛行器姿態變化進行調整，保證了工作末端數據鏈的正常工作，即保證了圖像傳輸系統在大落角條件下也能正常傳輸圖像(即飛行器最大俯仰角為-45°的情況下)；[0015](3)本實用新型簡易天線指向裝置可應用于圖像無線傳輸數據鏈系統和其它無線通信系統，例如無人機的數據鏈通信中，具有較廣的應用范圍；
[0016]圖1為飛行器飛行狀態變化圖；[0017]圖2為本實用新型簡易天線指向裝置結構示意圖；[0018]圖3為本實用新型發射天線A和發射天線B在飛行器上的安裝示意圖；[0019]圖4為本實用新型發射天線A與飛行器安裝支架結構示意圖；[0020]圖5為本實用新型發射天線B與飛行器安裝支架結構示意圖；[0021]圖6為本實用新型發射天線工作流程圖。
具體實施方式
[0022]
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的描述[0023]由于飛行器天線一般為定向天線，其覆蓋角域有一定的范圍，在飛行器發射初期， 飛行器飛行狀態水平或有一定向上仰角，由于仰角較小數據鏈系統可以很好的工作，但在工作末端，飛行器姿態與飛行時發生了很大變化，數據鏈可能無法工作，飛行器飛行狀態如圖1所示。要想使數據在末端也能很好的工作，需要對飛行器天線指向隨飛行器姿態變化進行調整。為解決圖像傳輸系統需在大落角條件下也要正常傳輸圖像(即飛行器最大俯仰角為-45°的情況下)，本實用新型提出一種代替伺服機構的簡易天線，用于實現天線指向的改變。[0024]如圖2所示為本實用新型簡易天線指向裝置結構示意圖，由圖可知簡易天線指向裝置包括發射天線Al、發射天線Β2、單刀雙擲射頻電子開關3、射頻開關控制信號線4和射頻連接電纜5，其中發射天線Al與發射天線Β2均通過射頻連接電纜5與單刀雙擲射頻電子開關3連接，單刀雙擲射頻電子開關3則連接射頻開關控制信號線4。[0025]如圖3所示為本實用新型發射天線A和發射天線B在飛行器上的安裝示意圖，圖像發射天線分為發射天線Al和天線B2兩副，發射天線Al安裝于飛行器7尾部的上方，發射天線B2安裝于飛行器7尾部的側方，且發射天線Al的中心軸與飛行器7縱軸所成的夾角α為正值，發射天線Β2的中心軸與飛行器7縱軸所成的夾角β為負值，本實用新型中定義飛行器縱軸上方的角度為正值，飛行器縱軸下方的角度為負值。[0026]其中夾角α的范圍為3° 10°，夾角β的范圍為-20° -40°，本實施例中發射天線Al在飛行器坐標系y-z平面傾斜+5° ；發射天線B2在飛行器坐標系y-ζ平面傾斜-23°，即夾角α =5°，夾角β =-23°。兩副發射天線本體部分結構形式和尺寸完全一致，發射天線與飛行器安裝接口形式也完全一致。為了滿足發射天線安裝時角度傾斜的要求，兩副發射天線的安裝支架6結構需要分別設計，通過安裝支架6結構的改變可以實現發射天線與飛行器縱軸夾角的要求，如圖4所示為本實用新型發射天線A與飛行器安裝支架結構示意圖，圖5所示為本實用新型發射天線B與飛行器安裝支架結構示意圖。[0027]單刀雙擲射頻電子開關3可以安裝在發射天線Β2的支架6內，與天線Β2 —起作為一個整體部件與飛行器7連接，射頻電子開關3無需在飛行器7上單獨安裝。這樣發射天線Β2(含射頻電子開關)就有一個射頻輸入口，一個射頻輸出口(連接發射天線Al)，一個低頻口(射頻開關電源、控制信號)。發射天線Al伸出半柔性電纜在飛行器7內部穿行后與射頻開關3進行連接。[0028]射頻開關3和電纜5增加約IdB的損耗。射頻開關3的切換時間約為500ns，經測試驗證，在圖像傳輸過程中進行切換，圖像顯示保持連續、正常，不會造成圖像的停頓、馬賽克等現象。[0029]單刀雙擲射頻電子開關3根據飛行器提供的姿態數據或命令來控制射頻電子開關進行天線選擇切換，從而實現圖像發射天線波束變化功能。[0030]發射天線Al的中心軸與飛行器7縱軸成+5°的夾角，發射天線B2與飛行器7縱軸成-23°夾角，兩個天線之間的夾角為觀°，在其夾角平分線與地平面平行處進行天線的切換，即在飛行器7俯仰角為-9°時通過射頻開關3從發射天線Al切換到發射天線B2， 圖像發射機根據導引頭轉發的飛行器姿態數據進行切換操作，在飛行器的整個飛行過程中只進行一次切換，發射天線工作流程如圖6所示。這樣在飛行器姿態與天線波束的關系如表1。[0031]表1飛行器姿態與天線波束的關系[0032]飛行器俯仰角工作天線天線中心軸與地平面的夾角+5° -9°天線A工作0° -14°+9° -45°天線B工作+14° _22°[0033] 本實用新型說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員的公知技術。權利要求1.替代伺服機構的簡易天線指向裝置，其特征在于包括發射天線A(I)、發射天線 B(2)、單刀雙擲射頻電子開關(3)、射頻開關控制信號線(4)和射頻連接電纜(5)，其中發射天線A(I)與發射天線B(2)均通過射頻連接電纜(5)與單刀雙擲射頻電子開關(3)連接， 單刀雙擲射頻電子開關(3)則連接射頻開關控制信號線G)。
2.根據權利要求1所述的替代伺服機構的簡易天線指向裝置，其特征在于所述簡易天線在飛行器(7)上安裝時，發射天線A(I)位于飛行器(7)尾部的上方，發射天線B (2)位于飛行器(7)尾部的側方。
3.根據權利要求2所述的替代伺服機構的簡易天線指向裝置，其特征在于所述發射天線A(I)的中心軸與飛行器(7)縱軸所成的夾角α為正值，發射天線Β(2)的中心軸與飛行器(7)縱軸所成的夾角β為負值，其中所述飛行器縱軸上方的角度定義為正值，飛行器縱軸下方的角度定義為負值。
4.根據權利要求3所述的替代伺服機構的簡易天線指向裝置，其特征在于所述夾角 α的范圍為3° 10°，所述夾角β的范圍為-20° -40°。
5.根據權利要求1 4任一權利要求所述的替代伺服機構的簡易天線指向裝置，其特征在于所述發射天線A(I)與發射天線Β(2)均通過安裝支架(6)安裝在飛行器(7)上。
專利摘要本實用新型涉及替代伺服機構的簡易天線指向裝置，包括發射天線A、發射天線B、單刀雙擲射頻電子開關、射頻開關控制信號線和射頻連接電纜，其中發射天線A與發射天線B均通過射頻連接電纜與單刀雙擲射頻電子開關連接，單刀雙擲射頻電子開關則連接射頻開關控制信號線，簡易天線在飛行器上安裝時，發射天線A位于飛行器尾部的上方，發射天線B位于飛行器尾部的側方，該天線通過一個射頻電子開關代替伺服機構，實現形式簡單，降低了系統的復雜程度，提高了可靠性，同時通過設計兩個發射天線在飛行器上的安裝位置和形式，實現了天線隨飛行器姿態變化進行調整，保證了飛行器的正常工作。
文檔編號G05D1/08GK202257276SQ201120367050
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者張立清, 李時良, 李景貴, 郭文嘉 申請人:航天恒星科技有限公司