[发明专利]一种天线控制方法

权利要求书

1.一种天线控制方法，天线包括设置在同一设备上的全向天线和定向天线，其特征在于，所述天线控制方法包括如下步骤：

步骤一、根据接收机灵敏度、全向天线发射功率、全向天线发射增益、接收天线增益和增益余量计算获得全向天线自由空间极限损耗值；

根据接收机灵敏度、定向天线发射功率、定向天线发射增益、接收天线增益和增益余量计算获得定向天线自由空间极限损耗值；

步骤二、将全向天线自由空间极限损耗值和定向天线自由空间极限损耗值进行比较获得比较结果；在比较结果为全向天线自由空间极限损耗值小于定向天线自由空间极限损耗值时，根据全向天线自由空间极限损耗值计算无线信号传播距离；

步骤三、获取无人机与天线的实际距离并将实际距离与无线信号传播距离进行比较，在实际距离大于无线信号传播距离时，进入步骤四；在实际距离小于等于无线信号传播距离时，进入步骤五；

步骤四、定向天线进入工作状态；

步骤五、全向天线进入工作状态。

2.根据权利要求1所述的天线控制方法，其特征在于，在所述步骤一中，通过链路计算公式获得全向天线自由空间极限损耗值和定向天线自由空间极限损耗值；链路计算公式为：

L＝Pt+Gt+Gr-Gm-Pr

其中，L为自由空间损耗，Pt为发射天线功率，Gt为发射天线增益，Gr为接收天线增益，Pr为接收机灵敏度,Gm为增益余量。

3.根据权利要求2所述的天线控制方法，其特征在于，在所述步骤二中，在比较结果为全向天线自由空间极限损耗值小于定向天线自由空间极限损耗值时，还根据定向天线自由空间极限损耗值计算无线信号最大通讯距离。

4.根据权利要求3所述的天线控制方法，其特征在于，在所述步骤二中，计算无线信号传播距离和无线信号最大通讯距离的公式均为：

d＝10^{(Pt+Gt+Gr-Gm-Pr-32.4-20*Ig(f))/20}

其中，f为发射天线频率。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的天线控制方法，其特征在于，在所述步骤三中，通过获取天线的经纬高和无人机的经纬高来获得无人机与天线的实际距离。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的天线控制方法，其特征在于，在所述步骤四中，定向天线进入工作状态后，根据天线与无人机的相对位置，通过经纬高计算出天线的转动角度，使定向天线的信号方向自动对准无人机，天线的转动角度包括天线转动俯仰角度和方位角度。

7.根据权利要求6所述的天线控制方法，其特征在于，在所述步骤四中，获取天线转动俯仰角度和方位角度的公式为：

ax＝(R0+alt1)*cos(lat1)*cos(lon1)

ay＝(R0+alt1)*cos(lat1)*sin(lon1)

az＝(R0+alt1)*sin(lat1)

gx＝(R0+alt2)*cos(lat2)*cos(lon2)

gy＝(R0+alt2)*cos(lat2)*sin(lon2)

gz＝(R0+alt2)*sin(lat2)

rx＝-(ax-gx)*sin(lon2)+(ay-gy)*cos(lon2)

ry＝-(ax-gx)*sin(lat2)+cos(lon2)-(ay-gy)*sin(lat2)*sin(lon2)+(az-gz)*cos(lat2)

rz＝(ax-gx)*cos(lat2)+cos(lon2)+(ay-gy)*cos(lat2)*sin(lon2)+(az-gz)*sin(lat2)

可得：

其中，R0为地球半径；alt1为无人机高度；lat1为无人机纬度；lon1为无人机经度；alt2为天线高度；lat2为天线纬度；lon2为天线经度；azimuth为天线转动的方位角度；pitch为天线转动的俯仰角度；ax、ay、az为无人机在地心笛卡尔坐标系下的坐标值；gx、gy、gz为地面天线在地心笛卡尔坐标系下的坐标值；rx、ry、rz为地面天线在地心笛卡尔坐标系下相对无人机的位置。