一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括遙控終端、無人機終端和移動通信網(wǎng)絡(luò)，所述無人機終端包括處理器、3G/4G通信模塊、WIFI通信模塊、藍牙通信模塊。本發(fā)明通過在無人機上設(shè)置3G/4G通信模塊、WIFI通信模塊、藍牙通信模塊以及對通信方式的選擇優(yōu)先級設(shè)置，克服了現(xiàn)有技術(shù)中無人機通信方式單一的問題，實現(xiàn)了無人機與遙控終端的多種通信方式連接，在不同距離、不同環(huán)境可自由切換通信方式，有效保障了無人機終端與遙控終端的通信穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明可廣泛應用于各種無人機系統(tǒng)。
【專利說明】
一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。天線在無人機收發(fā)信機中占有重要地位。其性能，尤其是方向性和效率直接影響著通信距離和發(fā)射機的安全。根據(jù)無人機飛行特點，對于無伺服的通信天線，其方向圖在水平面上應具有全向性。受無人機載荷的限制，機載天線的尺寸要小，重量要輕，同時要考慮外形對無人機飛行性能的影響。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，無人機通信方式單一，當其中某一種通信方式出現(xiàn)故障或信號較弱時，無人機失去控制，容易導致墜毀等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)置有多天線、可兼容多種通信方式的無人機系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其應用于多天線無人機系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括遙控終端、無人機終端和移動通信網(wǎng)絡(luò)，所述無人機終端包括處理器、3G/4G通信模塊、WIFI通信模塊、藍牙通信模塊;所述遙控終端通過WIFI通信模塊或藍牙通信模塊與無人機終端連接；所述遙控終端通過移動通信網(wǎng)絡(luò)與無人機終端中的3G/4G通信模塊連接;所述3G/4G通信模塊包括設(shè)置在無人機頂部的3G/4G天線，所述WIFI通信模塊包括設(shè)置在無人機左側(cè)金屬機翼的WIFI天線，所述藍牙通信模塊包括設(shè)置在無人機右側(cè)金屬機翼的藍牙天線；
所述方法包括步驟:
SI，遙控終端優(yōu)先通過藍牙通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接；
S2，當藍牙通信方式信號強度小于預設(shè)閾值時，啟用WIFI通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接；
S3，當WIFI通信方式信號強度小于預設(shè)閾值時，啟用3G/4G通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接。
[0006]優(yōu)選的，所述3G/4G天線包括平行于無人機頂?shù)牡谝黄叫斜?、垂直于無人機頂?shù)牡谝淮怪北?，所述第一平行臂與第一垂直臂交接，交接點沿第一平行臂方向延長形成第二平行臂，所述第二平行臂延長并向垂直無人機頂方向彎折形成第二垂直臂，使得天線整體呈倒F型結(jié)構(gòu)。
[0007]優(yōu)選的，所述WIFI天線為在無人機左側(cè)金屬機翼開縫設(shè)置的第一折疊式縫隙天線。
[0008]優(yōu)選的，所述第一折疊式縫隙天線為方波型折疊式形狀的折疊式縫隙天線。
[0009]優(yōu)選的，所述第一折疊式縫隙天線的折疊式縫隙總長等于WIFI通信頻段中心頻率波長的二分之一。
[0010]優(yōu)選的，所述藍牙天線為在無人機右側(cè)金屬機翼開縫設(shè)置的第二折疊式縫隙天線。
[0011]優(yōu)選的，所述第二折疊式縫隙天線為方波型折疊式形狀的折疊式縫隙天線。
[0012]優(yōu)選的，所述第二折疊式縫隙天線的折疊式縫隙總長等于藍牙通信頻段中心頻率波長的二分之一。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明通過在無人機上設(shè)置3G/4G通信模塊、WIFI通信模塊、藍牙通信模塊以及對通信方式的選擇優(yōu)先級設(shè)置，克服了現(xiàn)有技術(shù)中無人機通信方式單一的問題，實現(xiàn)了無人機與遙控終端的多種通信方式連接，在不同距離、不同環(huán)境可自由切換通信方式，有效保障了無人機終端與遙控終端的通信穩(wěn)定性和可靠性。
[0014]本發(fā)明可廣泛應用于各種無人機系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明:
圖1是本發(fā)明一種實施例的電路結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明3G/4G天線一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明WIFI/藍牙天線一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0017]如圖1所示，一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，應用于無人機系統(tǒng)，系統(tǒng)包括遙控終端、無人機終端和移動通信網(wǎng)絡(luò)，所述無人機終端包括處理器、3G/4G通信模塊、WIFI通信模塊、藍牙通信模塊;所述遙控終端通過WIFI通信模塊或藍牙通信模塊與無人機終端連接;所述遙控終端通過移動通信網(wǎng)絡(luò)與無人機終端中的3G/4G通信模塊連接;所述3G/4G通信模塊包括設(shè)置在無人機頂部的3G/4G天線，所述WIFI通信模塊包括設(shè)置在無人機左側(cè)金屬機翼的WIFI天線，所述藍牙通信模塊包括設(shè)置在無人機右側(cè)金屬機翼的藍牙天線。處理器可根據(jù)需要選擇3G/4G通信方式、WIFI通信方式或藍牙通信方式。
[0018]所述方法包括步驟:
SI，遙控終端優(yōu)先通過藍牙通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接；
S2，當藍牙通信方式信號強度小于預設(shè)閾值時，啟用WIFI通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接；
S3，當WIFI通信方式信號強度小于預設(shè)閾值時，啟用3G/4G通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接。
[0019]如圖2所示，如圖1所示，天線整體呈倒F型結(jié)構(gòu)，所述天線設(shè)置在無人機頂?shù)恼戏?，所述天線包括平行于無人機頂?shù)牡谝黄叫斜?1、垂直于無人機頂?shù)牡谝淮怪北?2，所述第一平行臂11與第一垂直臂12交接，交接點沿第一平行臂方向延長形成第二平行臂13，所述第二平行臂13延長并向垂直無人機頂方向彎折形成第二垂直臂14，使得天線整體呈倒F型結(jié)構(gòu)。
[0020]如圖3所示，所述WIFI天線為在無人機左側(cè)金屬機翼開縫設(shè)置的第一折疊式縫隙天線。所述第一折疊式縫隙天線為方波型折疊式形狀的折疊式縫隙天線。所述第一折疊式縫隙天線的折疊式縫隙總長等于WIFI通信頻段中心頻率波長的二分之一。
[0021]同理，藍牙天線采用類似于WIFI天線的結(jié)構(gòu)，為在無人機右側(cè)金屬機翼開縫設(shè)置的第二折疊式縫隙天線。所述第二折疊式縫隙天線為方波型折疊式形狀的折疊式縫隙天線。所述第二折疊式縫隙天線的折疊式縫隙總長等于藍牙通信頻段中心頻率波長的二分之
O
[0022]根據(jù)天線輻射原理，無限大和無限薄的理想導電平面上的縫隙稱為理想縫隙。理想縫隙上的電場與縫隙的長邊垂直，其振幅在縫隙的兩端下降為零。這一電場分布與具有相同尺寸的導體振子上的磁場分布完全一樣，也就是說同頻率的，具有相同的尺寸的縫隙天線與常用的對偶天線是一對互補的天線，他們的電流分布與磁場分布具有互補特性。根據(jù)電磁場的對偶性可知，理想縫隙所輻射的電磁場與互補振子產(chǎn)生的電磁場具有相同的結(jié)構(gòu)，只是振子的電場矢量對應于縫隙的磁場矢量，振子的磁場矢量對應于縫隙的電場矢量而已。因此平時常用的MonopoIe天線也是通常走成折疊式的布線(也稱Meander線)來壓縮天線占用的空間，同時單極天線也可以說是對偶天線的一個變體而已，根據(jù)前面說的對偶互補特性，在縫隙天線上同樣可以采用折疊式的開槽來縮短縫隙天線的尺寸。這就是WIFI和藍牙天線設(shè)計思路的來源。
[0023]當金屬機翼直接作為無線通訊終端的輻射平面的時候，可以方便天線與機翼共形，而且能增加輻射平面面積，從而提高天線性能。金屬機翼相當于一個理想的地平面，折疊式縫隙20的縫隙槽的寬度遠小于折疊式縫隙20的長度和金屬機殼的寬度，折疊式縫隙20寬度優(yōu)選為1.5mm。顯然的，折疊式縫隙20寬度并不局限此值，可根據(jù)需要調(diào)整。折疊式縫隙20上的電場與折疊式縫隙20的長度延展方向垂直，其振幅在折疊式縫隙20的兩端下降為零。折疊式縫隙20天線的極化方向與折疊式縫隙20的整體長度方向成90夾角。
[0024]本發(fā)明通過在無人機上設(shè)置3G/4G通信模塊、WIFI通信模塊、藍牙通信模塊以及對通信方式的選擇優(yōu)先級設(shè)置，克服了現(xiàn)有技術(shù)中無人機通信方式單一的問題，實現(xiàn)了無人機與遙控終端的多種通信方式連接，在不同距離、不同環(huán)境可自由切換通信方式，有效保障了無人機終端與遙控終端的通信穩(wěn)定性和可靠性。對通信方式的選擇優(yōu)先級設(shè)置還帶來了無人機節(jié)省電能的有益效果。
[0025]本發(fā)明可廣泛應用于各種無人機系統(tǒng)。
[0026]以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，其應用于多天線無人機系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括遙控終端、無人機終端和移動通信網(wǎng)絡(luò)，所述無人機終端包括處理器、3G/4G通信模塊、WIFI通信模塊、藍牙通信模塊； 所述遙控終端通過WIFI通信模塊或藍牙通信模塊與無人機終端連接;所述遙控終端通過移動通信網(wǎng)絡(luò)與無人機終端中的3G/4G通信模塊連接； 所述3G/4G通信模塊包括設(shè)置在無人機頂部的3G/4G天線，所述WIFI通信模塊包括設(shè)置在無人機左側(cè)金屬機翼的WIFI天線，所述藍牙通信模塊包括設(shè)置在無人機右側(cè)金屬機翼的藍牙天線； 所述方法包括步驟: SI，遙控終端優(yōu)先通過藍牙通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接； S2，當藍牙通信方式信號強度小于預設(shè)閾值時，啟用WIFI通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接； S3，當WIFI通信方式信號強度小于預設(shè)閾值時，啟用3G/4G通信方式與無人機終端建立數(shù)據(jù)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述3G/4G天線包括平行于無人機頂?shù)牡谝黄叫斜邸⒋怪庇跓o人機頂?shù)牡谝淮怪北?，所述第一平行臂與第一垂直臂交接，交接點沿第一平行臂方向延長形成第二平行臂，所述第二平行臂延長并向垂直無人機頂方向彎折形成第二垂直臂，使得天線整體呈倒F型結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述WIFI天線為在無人機左側(cè)金屬機翼開縫設(shè)置的第一折疊式縫隙天線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述第一折疊式縫隙天線為方波型折疊式形狀的折疊式縫隙天線。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述第一折疊式縫隙天線的折疊式縫隙總長等于WIFI通信頻段中心頻率波長的二分之一。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述藍牙天線為在無人機右側(cè)金屬機翼開縫設(shè)置的第二折疊式縫隙天線。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述第二折疊式縫隙天線為方波型折疊式形狀的折疊式縫隙天線。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多天線無人機系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述第二折疊式縫隙天線的折疊式縫隙總長等于藍牙通信頻段中心頻率波長的二分之一。
【文檔編號】H04W88/06GK106056875SQ201610362162
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】江榮, 張小花, 江方兵, 趙淑梅, 劉代東
【申請人】深圳市天鼎微波科技有限公司