专利名称：替代伺服机构的简易天线指向装置的制作方法
技术领域：
替代伺服机构的简易天线指向装置技术领域[0001]本实用新型涉及替代伺服机构的简易天线指向装置，属于无线通信技术领域，可应用于图像无线传输数据链系统和其它无线通信系统。
背景技术：
[0002]图像无线传输数据链系统是指在飞行器等载体上安装摄像头对目标实施进行拍摄，并将实时拍摄的画面进行压缩处理并将处理后的数据通过弹载天线传回到飞机等指挥中心处，指挥中心通过将数据信息进行处理后恢复飞行器拍摄的实时画面。[0003]由于弹载天线一般为定向天线，其覆盖角域有一定的范围，因此不可能在飞行器工作的全部过程能均满足任务要求，特别是在工作末端，飞行器姿态与飞行时发生了很大变化，数据链可能无法工作。要想使数据在末端也能很好的工作，需要对弹载天线指向角域进行调整，天线指向角域与飞行器姿态变化一直，通常要实现该功能常用的方法是对弹载天线加装伺服机构，控制伺服机构，使得伺服带动天线进行转同，使天线指向所需要的角域。[0004]在专利具双天线结构的电子装置及其天线切换方法(申请号200610078484. 7) 中介绍了一种具双天线结构的电子装置，其包括第一天线模块，可供接收第一传输信号或第二传输信号；第二天线模块，可供接收第一传输信号或第二传输信号；第一天线译码装置；第二天线译码装置；控制器；以及控制模块；当该电子装置所在的环境存在有第二传输信号时，则控制器会控制控制模块驱动第二天线译码装置以优先利用第二传输信号进行无线传输；当环境没有第二传输信号时，则控制器会控制控制模块驱动第一天线译码装置以利用第一传输信号进行无线传输。改方案控制过程需要加装多个控制和译码装载，结构复杂，成本相对较高。实用新型内容[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供替代伺服机构的简易天线指向装置，该天线通过一个射频电子开关代替伺服机构，实现形式简单，降低了系统的复杂程度，提高了可靠性，同时通过设计两个发射天线在飞行器上的安装位置和形式，实现了天线随飞行器姿态变化进行调整，保证了数据链的正常工作。[0006]本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的[0007]替代伺服机构的简易天线指向装置，包括发射天线A、发射天线B、单刀双掷射频电子开关、射频开关控制信号线和射频连接电缆，其中发射天线A与发射天线B均通过射频连接电缆与单刀双掷射频电子开关连接，单刀双掷射频电子开关则连接射频开关控制信号线。[0008]在上述替代伺服机构的简易天线指向装置中，简易天线在飞行器上安装时，发射天线A位于飞行器尾部的上方，发射天线B位于飞行器尾部的侧方。[0009]在上述替代伺服机构的简易天线指向装置中，发射天线A的中心轴与飞行器纵轴所成的夹角α为正值，发射天线B的中心轴与飞行器纵轴所成的夹角β为负值，其中所述飞行器纵轴上方的角度定义为正值，飞行器纵轴下方的角度定义为负值。[0010]在上述替代伺服机构的简易天线指向装置中，夹角α的范围为3° 10°，夹角 β的范围为-20° -40°。[0011]在上述替代伺服机构的简易天线指向装置中，发射天线A与发射天线B均通过安装支架安装在飞行器上。[0012]本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果[0013](1)本实用新型简易天线指向装置通过一个射频电子开关代替伺服机构，并且巧妙设计两个发射天线在飞行器上的安装位置和角度，不仅天线实现形式简单，降低了系统的复杂程度，提高了可靠性，而且实现了天线随飞行器姿态变化进行调整，保证了数据链的正常工作；[0014](2)本实用新型简易天线指向装置通过对两个发射天线安装位置及角度的设计， 实现了天线指向随飞行器姿态变化进行调整，保证了工作末端数据链的正常工作，即保证了图像传输系统在大落角条件下也能正常传输图像(即飞行器最大俯仰角为-45°的情况下)；[0015](3)本实用新型简易天线指向装置可应用于图像无线传输数据链系统和其它无线通信系统，例如无人机的数据链通信中，具有较广的应用范围；
[0016]图1为飞行器飞行状态变化图；[0017]图2为本实用新型简易天线指向装置结构示意图；[0018]图3为本实用新型发射天线A和发射天线B在飞行器上的安装示意图；[0019]图4为本实用新型发射天线A与飞行器安装支架结构示意图；[0020]图5为本实用新型发射天线B与飞行器安装支架结构示意图；[0021]图6为本实用新型发射天线工作流程图。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述[0023]由于飞行器天线一般为定向天线，其覆盖角域有一定的范围，在飞行器发射初期， 飞行器飞行状态水平或有一定向上仰角，由于仰角较小数据链系统可以很好的工作，但在工作末端，飞行器姿态与飞行时发生了很大变化，数据链可能无法工作，飞行器飞行状态如图1所示。要想使数据在末端也能很好的工作，需要对飞行器天线指向随飞行器姿态变化进行调整。为解决图像传输系统需在大落角条件下也要正常传输图像(即飞行器最大俯仰角为-45°的情况下)，本实用新型提出一种代替伺服机构的简易天线，用于实现天线指向的改变。[0024]如图2所示为本实用新型简易天线指向装置结构示意图，由图可知简易天线指向装置包括发射天线Al、发射天线Β2、单刀双掷射频电子开关3、射频开关控制信号线4和射频连接电缆5，其中发射天线Al与发射天线Β2均通过射频连接电缆5与单刀双掷射频电子开关3连接，单刀双掷射频电子开关3则连接射频开关控制信号线4。[0025]如图3所示为本实用新型发射天线A和发射天线B在飞行器上的安装示意图，图像发射天线分为发射天线Al和天线B2两副，发射天线Al安装于飞行器7尾部的上方，发射天线B2安装于飞行器7尾部的侧方，且发射天线Al的中心轴与飞行器7纵轴所成的夹角α为正值，发射天线Β2的中心轴与飞行器7纵轴所成的夹角β为负值，本实用新型中定义飞行器纵轴上方的角度为正值，飞行器纵轴下方的角度为负值。[0026]其中夹角α的范围为3° 10°，夹角β的范围为-20° -40°，本实施例中发射天线Al在飞行器坐标系y-z平面倾斜+5° ；发射天线B2在飞行器坐标系y-ζ平面倾斜-23°，即夹角α =5°，夹角β =-23°。两副发射天线本体部分结构形式和尺寸完全一致，发射天线与飞行器安装接口形式也完全一致。为了满足发射天线安装时角度倾斜的要求，两副发射天线的安装支架6结构需要分别设计，通过安装支架6结构的改变可以实现发射天线与飞行器纵轴夹角的要求，如图4所示为本实用新型发射天线A与飞行器安装支架结构示意图，图5所示为本实用新型发射天线B与飞行器安装支架结构示意图。[0027]单刀双掷射频电子开关3可以安装在发射天线Β2的支架6内，与天线Β2 —起作为一个整体部件与飞行器7连接，射频电子开关3无需在飞行器7上单独安装。这样发射天线Β2(含射频电子开关)就有一个射频输入口，一个射频输出口(连接发射天线Al)，一个低频口(射频开关电源、控制信号)。发射天线Al伸出半柔性电缆在飞行器7内部穿行后与射频开关3进行连接。[0028]射频开关3和电缆5增加约IdB的损耗。射频开关3的切换时间约为500ns，经测试验证，在图像传输过程中进行切换，图像显示保持连续、正常，不会造成图像的停顿、马赛克等现象。[0029]单刀双掷射频电子开关3根据飞行器提供的姿态数据或命令来控制射频电子开关进行天线选择切换，从而实现图像发射天线波束变化功能。[0030]发射天线Al的中心轴与飞行器7纵轴成+5°的夹角，发射天线B2与飞行器7纵轴成-23°夹角，两个天线之间的夹角为观°，在其夹角平分线与地平面平行处进行天线的切换，即在飞行器7俯仰角为-9°时通过射频开关3从发射天线Al切换到发射天线B2， 图像发射机根据导引头转发的飞行器姿态数据进行切换操作，在飞行器的整个飞行过程中只进行一次切换，发射天线工作流程如图6所示。这样在飞行器姿态与天线波束的关系如表1。[0031]表1飞行器姿态与天线波束的关系[0032]飞行器俯仰角工作天线天线中心轴与地平面的夹角+5° -9°天线A工作0° -14°+9° -45°天线B工作+14° _22°[0033] 本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。权利要求1.替代伺服机构的简易天线指向装置，其特征在于包括发射天线A(I)、发射天线 B(2)、单刀双掷射频电子开关(3)、射频开关控制信号线(4)和射频连接电缆(5)，其中发射天线A(I)与发射天线B(2)均通过射频连接电缆(5)与单刀双掷射频电子开关(3)连接， 单刀双掷射频电子开关(3)则连接射频开关控制信号线G)。
2.根据权利要求1所述的替代伺服机构的简易天线指向装置，其特征在于所述简易天线在飞行器(7)上安装时，发射天线A(I)位于飞行器(7)尾部的上方，发射天线B (2)位于飞行器(7)尾部的侧方。
3.根据权利要求2所述的替代伺服机构的简易天线指向装置，其特征在于所述发射天线A(I)的中心轴与飞行器(7)纵轴所成的夹角α为正值，发射天线Β(2)的中心轴与飞行器(7)纵轴所成的夹角β为负值，其中所述飞行器纵轴上方的角度定义为正值，飞行器纵轴下方的角度定义为负值。
4.根据权利要求3所述的替代伺服机构的简易天线指向装置，其特征在于所述夹角 α的范围为3° 10°，所述夹角β的范围为-20° -40°。
5.根据权利要求1 4任一权利要求所述的替代伺服机构的简易天线指向装置，其特征在于所述发射天线A(I)与发射天线Β(2)均通过安装支架(6)安装在飞行器(7)上。
专利摘要本实用新型涉及替代伺服机构的简易天线指向装置，包括发射天线A、发射天线B、单刀双掷射频电子开关、射频开关控制信号线和射频连接电缆，其中发射天线A与发射天线B均通过射频连接电缆与单刀双掷射频电子开关连接，单刀双掷射频电子开关则连接射频开关控制信号线，简易天线在飞行器上安装时，发射天线A位于飞行器尾部的上方，发射天线B位于飞行器尾部的侧方，该天线通过一个射频电子开关代替伺服机构，实现形式简单，降低了系统的复杂程度，提高了可靠性，同时通过设计两个发射天线在飞行器上的安装位置和形式，实现了天线随飞行器姿态变化进行调整，保证了飞行器的正常工作。
文档编号G05D1/08GK202257276SQ201120367050
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者张立清, 李时良, 李景贵, 郭文嘉 申请人:航天恒星科技有限公司