[发明专利]一种天线控制方法

说明书

本发明提供了一种天线控制方法，属于无人机控制技术领域。它解决了现有的无人机与地面控制系统通讯可靠性低的问题。本天线控制方法包括如下步骤：步骤一、根据接收机灵敏度、天线发射功率、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和定向天线自由空间极限损耗值；步骤二、在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、在无人机与天线的实际距离大于无线信号传播距离时，定向天线进入工作状态；在实际距离小于等于无线信号传播距离时，全向天线进入工作状态。本发明能够提高无人机与地面控制系统之间通讯的可靠性和精确性。

技术领域

本发明属于无人机天线控制技术领域，涉及一种天线控制方法。

背景技术

无人驾驶飞机，简称无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。随着无人机技术的不断成熟和发展，其主要应用领域包括：航空拍摄、地质地貌测绘、森林防火、应急救灾、科研实验、军事、社会治安等。

在现有的技术中，无人机遥控遥测手段大多采用全向天线或定向天线作为通讯方式，其中，全向天线工作时，链路范围较近但空间覆盖范围广、信号质量均匀，常用于短距离执行任务。定向天线工作时，只有发射天线和接收天线主瓣对准时，才有较高的增益哺，整体覆盖信号质量不均匀，除发射天线主瓣对准接收天线，其他侧面信号较差，故常应用于远距离执行任务。

目前全定向天线的切换主要是通过人为判断距离和链路状态来进行手动切换，人为切换存在精度不准，耗费人力的问题；而在切换到定向天线工作时，定向天线需要对准跟踪，方式主要有人工跟踪和自动跟踪，人工跟踪存在误差大、实时性差等不足。自动跟踪是定向天线根据目标的运动，自动实现对目标的跟踪，是目前主要的跟踪方式，但是现有的定向伺服追踪技术，在无人机近场盘旋或近场低空执行任务和远距离执行任务时，伺服机构转动角速度通常由人来控制，或者一个固定的角速度来执行跟踪任务。当距离越近时，伺服机构转动速度便更难满足无人机飞行与天线形成角度的角速度变化，即难以追踪无人机，无人机与地面控制系统之间的通讯可靠性低且不够精确，而且在不能保证定向天线实时对准，且动态切换全定向天线的情况下，无人机与地面控制系统间信号可能将中断，这不仅会丢失观测数据，影响任务的完成，还会造成无人机的失控，可能导致无人机丢失、坠毁等严重事故，安全性差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种天线控制方法，其所要解决的技术问题是：如何提高无人机与地面控制系统之间通讯的可靠性和精确性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：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，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。