基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)通信裝置及與無人機(jī)通信的方法
【專利說明】 基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)通信裝置及與
無人機(jī)通信的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸電線路架設(shè)區(qū)域是一個(gè)條形地帶,然而整個(gè)線路也不是直線;無人機(jī)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(shí),由于天線增益低,造成通信距離受限,要完成特定區(qū)段現(xiàn)實(shí)輸電線路全域覆蓋,需架設(shè)很多地面通信裝置,不僅造價(jià)高,同時(shí)地面設(shè)備多,管理維護(hù)復(fù)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(shí)采用跟蹤天線技術(shù),以彌補(bǔ)無人機(jī)機(jī)載設(shè)備能力的不足,如此可一套地面通信裝置可覆蓋較遠(yuǎn)區(qū)間,然而跟蹤天線技術(shù)復(fù)雜,造價(jià)更高,且存在機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu),設(shè)備故障率高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明是為了解決高壓輸電線路架設(shè)區(qū)域地面通信裝置使用全向天線時(shí),由于天線增益低,造成巡檢無人機(jī)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(shè)區(qū)域無人機(jī)通信裝置及與無人機(jī)通信的方法。
[0004]本發(fā)明所述的基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)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(hào)無線通信接收機(jī)、二號(hào)無線通信接收機(jī)、信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)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(hào)輸出端連接一號(hào)無線通信接收機(jī)的無線信號(hào)輸入端,高增益窄波束天線的信號(hào)輸出端連接二號(hào)無線通信接收機(jī)的無線信號(hào)輸入端,一號(hào)無線通信接收機(jī)的信號(hào)輸出端同時(shí)連接信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元的信號(hào)輸入端和天線切換單元的信號(hào)輸入端,二號(hào)無線通信接收機(jī)的信號(hào)輸出端同時(shí)連接信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元的信號(hào)輸入端和天線切換單元的信號(hào)輸入端,信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元的信號(hào)輸出端連接切換控制電路的信號(hào)輸入端,切換控制電路的控制信號(hào)輸出端連接天線切換單元切換控制信號(hào)輸入端,天線切換單元的信號(hào)輸出端連接高壓輸電線架設(shè)區(qū)域內(nèi)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(shè)區(qū)域內(nèi)的無人機(jī)進(jìn)行通信。
[0006]采用上述基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)通信裝置與無人機(jī)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(shí)與高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)進(jìn)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(jīng)過一號(hào)無線通信接收機(jī)和二號(hào)無線通信接收機(jī)同時(shí)發(fā)送至信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元和天線切換單元;
[0009]步驟三、信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元將所檢測(cè)的低增益寬波束天線和高增益窄波束天線信號(hào)強(qiáng)度信息同時(shí)發(fā)送至切換控制電路,切換控制電路對(duì)接收到的低增益寬波束天線和高增益窄波束天線信號(hào)強(qiáng)度信息進(jìn)行比較,當(dāng)?shù)驮鲆鎸挷ㄊ炀€接收到的信號(hào)強(qiáng)度大于高增益窄波束天線接收到的信號(hào)強(qiáng)度時(shí),執(zhí)行步驟三一,當(dāng)高增益窄波束天線接收到的信號(hào)強(qiáng)度大于低增益寬波束天線接收到的信號(hào)強(qiáng)度時(shí),執(zhí)行步驟三二 ;
[0010]步驟三一、切換控制電路向天線切換單元發(fā)送選擇低增益寬波束天線接收的信號(hào)發(fā)送至高壓輸電線架設(shè)區(qū)域內(nèi)的通信處理電路;實(shí)現(xiàn)一次基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)通信裝置與無人機(jī)的通信;
[0011]步驟三一、切換控制電路向天線切換單元發(fā)送選擇高增益窄波束天線接收的信號(hào)發(fā)送至高壓輸電線架設(shè)區(qū)域內(nèi)的通信處理電路;實(shí)現(xiàn)基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)通信裝置與無人機(jī)的通信。
[0012]本發(fā)明利用高增益窄波束天線保證遠(yuǎn)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(bǔ)高增益天線的近距離盲區(qū),為高壓輸電線路無人機(jī)巡檢通信系統(tǒng)提供了經(jīng)濟(jì)性、復(fù)雜性得到折中的技術(shù)方法。本發(fā)明可通過較小的設(shè)備代價(jià)、簡(jiǎn)單的技術(shù)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(qū)域,利用了高增益天線的遠(yuǎn)距離通信優(yōu)勢(shì),同時(shí)不需要機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu),地面通信裝置部署間距大,簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng),且故障率低,易于維護(hù)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述的基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)通信裝置的電氣結(jié)構(gòu)示意圖;
[0014]圖2為【具體實(shí)施方式】二所述的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無線信號(hào)覆蓋示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式所述的基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)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(hào)無線通信接收機(jī)3、二號(hào)無線通信接收機(jī)4、信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)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(hào)輸出端連接一號(hào)無線通信接收機(jī)3的無線信號(hào)輸入端,高增益窄波束天線2的信號(hào)輸出端連接二號(hào)無線通信接收機(jī)4的無線信號(hào)輸入端,一號(hào)無線通信接收機(jī)3的信號(hào)輸出端同時(shí)連接信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元5的信號(hào)輸入端和天線切換單元6的信號(hào)輸入端,二號(hào)無線通信接收機(jī)4的信號(hào)輸出端同時(shí)連接信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元5的信號(hào)輸入端和天線切換單元6的信號(hào)輸入端,信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元5的信號(hào)輸出端連接切換控制電路7的信號(hào)輸入端,切換控制電路7的控制信號(hào)輸出端連接天線切換單元6切換控制信號(hào)輸入端,天線切換單元6的信號(hào)輸出端連接高壓輸電線架設(shè)區(qū)域內(nèi)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(shè)區(qū)域內(nèi)的無人機(jī)進(jìn)行通信。
[0017]切換控制單元對(duì)接收信號(hào)強(qiáng)度的判斷可采用非常成熟、簡(jiǎn)單的、通常在自動(dòng)增益控制AGC電路中采用的檢波技術(shù),因此簡(jiǎn)單實(shí)用,成本低廉。
[0018]【具體實(shí)施方式】二、采用本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的基于波束切換的高壓輸電線架設(shè)區(qū)域無人機(jī)通信裝置與無人機(jī)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(shè)區(qū)域內(nèi)的無人機(jī)進(jìn)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(jīng)過一號(hào)無線通信接收機(jī)3和二號(hào)無線通信接收機(jī)4同時(shí)發(fā)送至信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)單元5和天線切換單元
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