基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置及與無人機通信的方法
【專利說明】 基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置及與
無人機通信的方法
技術領域
[0001]本發明屬于通信領域。
【背景技術】
[0002]高壓輸電線路架設區域是一個條形地帶，然而整個線路也不是直線；無人機巡檢需回傳的信息是超高清晰照片，要求無線傳輸帶寬很高，因此在地面通信裝置使用全向天線時，由于天線增益低，造成通信距離受限，要完成特定區段現實輸電線路全域覆蓋，需架設很多地面通信裝置，不僅造價高，同時地面設備多，管理維護復雜；另一種方式是地面通信裝置使用具備高增益定向天線，同時采用跟蹤天線技術，以彌補無人機機載設備能力的不足，如此可一套地面通信裝置可覆蓋較遠區間，然而跟蹤天線技術復雜，造價更高，且存在機械轉動結構，設備故障率高。
【發明內容】
[0003]本發明是為了解決高壓輸電線路架設區域地面通信裝置使用全向天線時，由于天線增益低，造成巡檢無人機的通信距離受限的問題，提出了基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置及與無人機通信的方法。
[0004]本發明所述的基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置，它包括低增益寬波束天線、高增益窄波束天線、一號無線通信接收機、二號無線通信接收機、信號強度檢測單元、天線切換單元和切換控制電路；
[0005]低增益寬波束天線的信號輸出端連接一號無線通信接收機的無線信號輸入端，高增益窄波束天線的信號輸出端連接二號無線通信接收機的無線信號輸入端，一號無線通信接收機的信號輸出端同時連接信號強度檢測單元的信號輸入端和天線切換單元的信號輸入端，二號無線通信接收機的信號輸出端同時連接信號強度檢測單元的信號輸入端和天線切換單元的信號輸入端，信號強度檢測單元的信號輸出端連接切換控制電路的信號輸入端，切換控制電路的控制信號輸出端連接天線切換單元切換控制信號輸入端，天線切換單元的信號輸出端連接高壓輸電線架設區域內的通信處理電路，低增益寬波束天線和高增益窄波束天線均用于與高壓輸電線架設區域內的無人機進行通信。
[0006]采用上述基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置與無人機通信的方法，該方法的具體過程為:
[0007]步驟一、采用低增益寬波束天線和高增益窄波束天線同時與高壓輸電線架設區域無人機進行通信；
[0008]步驟二、低增益寬波束天線和高增益窄波束天線的通信信息分別經過一號無線通信接收機和二號無線通信接收機同時發送至信號強度檢測單元和天線切換單元；
[0009]步驟三、信號強度檢測單元將所檢測的低增益寬波束天線和高增益窄波束天線信號強度信息同時發送至切換控制電路，切換控制電路對接收到的低增益寬波束天線和高增益窄波束天線信號強度信息進行比較，當低增益寬波束天線接收到的信號強度大于高增益窄波束天線接收到的信號強度時，執行步驟三一，當高增益窄波束天線接收到的信號強度大于低增益寬波束天線接收到的信號強度時，執行步驟三二 ；
[0010]步驟三一、切換控制電路向天線切換單元發送選擇低增益寬波束天線接收的信號發送至高壓輸電線架設區域內的通信處理電路；實現一次基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置與無人機的通信；
[0011]步驟三一、切換控制電路向天線切換單元發送選擇高增益窄波束天線接收的信號發送至高壓輸電線架設區域內的通信處理電路；實現基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置與無人機的通信。
[0012]本發明利用高增益窄波束天線保證遠距離通信，增大地面通信裝置部署間距，利用低增益寬波束天線彌補高增益天線的近距離盲區，為高壓輸電線路無人機巡檢通信系統提供了經濟性、復雜性得到折中的技術方法。本發明可通過較小的設備代價、簡單的技術方法，利用寬窄兩種定向天線互相配合，僅覆蓋距離輸電線路較近的巡檢有效區域，利用了高增益天線的遠距離通信優勢，同時不需要機械轉動結構，地面通信裝置部署間距大，簡化了整個系統，且故障率低，易于維護。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明所述的基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置的電氣結構示意圖；
[0014]圖2為【具體實施方式】二所述的高壓輸電線架設區域無線信號覆蓋示意圖。
【具體實施方式】
[0015]【具體實施方式】一、結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置，它包括低增益寬波束天線1、高增益窄波束天線2、一號無線通信接收機3、二號無線通信接收機4、信號強度檢測單元5、天線切換單元6和切換控制電路7 ；
[0016]低增益寬波束天線I的信號輸出端連接一號無線通信接收機3的無線信號輸入端，高增益窄波束天線2的信號輸出端連接二號無線通信接收機4的無線信號輸入端，一號無線通信接收機3的信號輸出端同時連接信號強度檢測單元5的信號輸入端和天線切換單元6的信號輸入端，二號無線通信接收機4的信號輸出端同時連接信號強度檢測單元5的信號輸入端和天線切換單元6的信號輸入端，信號強度檢測單元5的信號輸出端連接切換控制電路7的信號輸入端，切換控制電路7的控制信號輸出端連接天線切換單元6切換控制信號輸入端，天線切換單元6的信號輸出端連接高壓輸電線架設區域內的通信處理電路，低增益寬波束天線I和高增益窄波束天線2用于均與高壓輸電線架設區域內的無人機進行通信。
[0017]切換控制單元對接收信號強度的判斷可采用非常成熟、簡單的、通常在自動增益控制AGC電路中采用的檢波技術，因此簡單實用，成本低廉。
[0018]【具體實施方式】二、采用本實施方式是對【具體實施方式】一所述的基于波束切換的高壓輸電線架設區域無人機通信裝置與無人機通信的方法，該方法的具體過程為:
[0019]步驟一、采用低增益寬波束天線I和高增益窄波束天線2與高壓輸電線架設區域內的無人機進行通信；
[0020]步驟二、低增益寬波束天線I和高增益窄波束天線2的通信信息分別經過一號無線通信接收機3和二號無線通信接收機4同時發送至信號強度檢測單元5和天線切換單元
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