[发明专利]一种无人机便携式天线自动跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线电接收天线控制系统，具体说是一种无人机便携式天线自动跟踪系统。

背景技术

无人机近些年来备受各国青睐，它不仅可以用于战场监视，提前预警等军事领域，在民用领域更有广阔的应用前景。它可以携带高清晰可见光或红外摄像系统，能方便的进入人类无法抵达的地区进行空中侦察和空中摄影，可以用来进行地形测绘、灾情监测等，特别是在要求快速信息获取与实时影像回传等方面的应用上，接收天线的方向是否正确，是保证图像传输质量、消除重影和抗干扰的重要因素。目前人们已经发明了一些不同形式的天线自动跟踪控制系统，例如申请日为2004.5.20、申请号为200410045441.X、发明名称为天线伺服跟踪系统的中国专利，采用计算机控制系统，功耗高，不适宜野外作业，并且成本较高，只能实现水平方向的控制，精度有限。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的控制系统成本高、功耗高、不适宜野外作业等缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种便携式、低功耗的无人机便携式天线自动跟踪系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

无人机便携式天线自动跟踪系统，包括机械平台及安装在其上的天线；机械平台上设有ARM控制装置和驱动装置，ARM控制装置的输入端连接位姿传感器及无人机地面站的PC机，输出端与驱动装置相连接。

所述机械平台包括三角架、壳体及水平转台，其中三角架位于机械平台最下方，壳体安装在三角架上，水平转台设置在壳体的顶端。

所述驱动装置包括水平驱动装置及俯仰驱动装置，分别驱动天线实现水平转动及俯仰摆动；所述水平驱动装置安装在水平转台上、并容置于壳体的内部空间，俯仰驱动装置与水平驱动装置连接、与水平驱动装置连动。

所述水平驱动装置包括水平电机、第一齿轮及滑环，其中水平电机安装在水平转台上，滑环通过第三轴承安装在水平转台上，水平电机通过第一齿轮驱动滑环转动；滑环的顶部与俯仰驱动装置相连。

所述俯仰驱动装置包括俯仰电机、转动杆、连接件及第一支架，俯仰电机通过第一支架与水平驱动装置连接，转动杆的一端与俯仰电机的输出轴相连、另一端通过连接件安装在第二支架上，天线插接在转动杆内。

所述位姿传感器包括水平角度传感器、俯仰角度传感器和天线位置传感器，检测天线的水平指向角度的水平角度传感器设于机械平台的水平转台上，检测天线的俯仰角度的俯仰角度传感器与天线的俯仰转动电机的输出轴固连，检测天线的位置信息的天线位置传感器设于机械平台的水平转台上。

所述ARM控制装置具有ARM模块、串口驱动芯片和多个串口驱动接口；ARM模块的天线输入端和无人机地面站的PC机输入端通过串口驱动芯片和相应串口接口接有天线位置传感器和无人机地面站的PC机；ARM模块的其他输入端通过其他串口驱动接口分别与俯仰角度传感器、天线水平角度传感器相连；ARM模块的输出端通过串口驱动接口分别与水平驱动装置及俯仰驱动装置相连。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.结构紧凑，重量轻，便于携带，操作容易，功耗低，并能够实现天线自动实时跟踪无人机，以准确获得无人机回传的视频信息，提高通信质量。

2.采用了双转动平台，通过获取水平角度和俯仰角度，通过计算获得的数据控制天线与无人机的位置关系，进而达到对无人机的控制。

3.使用了高集成度的单片机芯片作为控制系统，实用性和准确性得到了提高。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明机械结构示意图；

图3为本发明部分机械结构放大示意图；

图4为本发明电气结构框图；

图5为本发明电气原理图；

图6为本发明程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图4所示，本发明一种无人机便携式天线自动跟踪系统，包括机械平台19及安装在其上的天线1；机械平台19上设有ARM控制装置20和驱动装置21，ARM控制装置20的输入端连接位姿传感器22及无人机地面站的PC机23，输出端与驱动装置21相连接。

如图2和图3所示，机械平台19包括三角架18、壳体17及水平转台9，其中三角架18位于机械平台19最下方，壳体17安装在三角架18上，水平转台9设置在壳体17的顶端。