一种多天线无人机系统的实现方法
【专利摘要】本发明公开了一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，包括遥控终端、无人机终端和移动通信网络，所述无人机终端包括处理器、3G/4G通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块。本发明通过在无人机上设置3G/4G通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块以及对通信方式的选择优先级设置，克服了现有技术中无人机通信方式单一的问题，实现了无人机与遥控终端的多种通信方式连接，在不同距离、不同环境可自由切换通信方式，有效保障了无人机终端与遥控终端的通信稳定性和可靠性。本发明可广泛应用于各种无人机系统。
【专利说明】
一种多天线无人机系统的实现方法
技术领域
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无人机通信系统。
【背景技术】
[0002]无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，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。天线在无人机收发信机中占有重要地位。其性能，尤其是方向性和效率直接影响着通信距离和发射机的安全。根据无人机飞行特点，对于无伺服的通信天线，其方向图在水平面上应具有全向性。受无人机载荷的限制，机载天线的尺寸要小，重量要轻，同时要考虑外形对无人机飞行性能的影响。
[0003]现有技术中，无人机通信方式单一，当其中某一种通信方式出现故障或信号较弱时，无人机失去控制，容易导致坠毁等问题。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种设置有多天线、可兼容多种通信方式的无人机系统。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
一种多天线无人机系统的实现方法，其应用于多天线无人机系统，所述系统包括遥控终端、无人机终端和移动通信网络，所述无人机终端包括处理器、3G/4G通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块;所述遥控终端通过WIFI通信模块或蓝牙通信模块与无人机终端连接；所述遥控终端通过移动通信网络与无人机终端中的3G/4G通信模块连接;所述3G/4G通信模块包括设置在无人机顶部的3G/4G天线，所述WIFI通信模块包括设置在无人机左侧金属机翼的WIFI天线，所述蓝牙通信模块包括设置在无人机右侧金属机翼的蓝牙天线；
所述方法包括步骤:
SI，遥控终端优先通过蓝牙通信方式与无人机终端建立数据连接；
S2，当蓝牙通信方式信号强度小于预设阈值时，启用WIFI通信方式与无人机终端建立数据连接；
S3，当WIFI通信方式信号强度小于预设阈值时，启用3G/4G通信方式与无人机终端建立数据连接。
[0006]优选的，所述3G/4G天线包括平行于无人机顶的第一平行臂、垂直于无人机顶的第一垂直臂，所述第一平行臂与第一垂直臂交接，交接点沿第一平行臂方向延长形成第二平行臂，所述第二平行臂延长并向垂直无人机顶方向弯折形成第二垂直臂，使得天线整体呈倒F型结构。
[0007]优选的，所述WIFI天线为在无人机左侧金属机翼开缝设置的第一折叠式缝隙天线。
[0008]优选的，所述第一折叠式缝隙天线为方波型折叠式形状的折叠式缝隙天线。
[0009]优选的，所述第一折叠式缝隙天线的折叠式缝隙总长等于WIFI通信频段中心频率波长的二分之一。
[0010]优选的，所述蓝牙天线为在无人机右侧金属机翼开缝设置的第二折叠式缝隙天线。
[0011]优选的，所述第二折叠式缝隙天线为方波型折叠式形状的折叠式缝隙天线。
[0012]优选的，所述第二折叠式缝隙天线的折叠式缝隙总长等于蓝牙通信频段中心频率波长的二分之一。
[0013]本发明的有益效果是:
本发明通过在无人机上设置3G/4G通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块以及对通信方式的选择优先级设置，克服了现有技术中无人机通信方式单一的问题，实现了无人机与遥控终端的多种通信方式连接，在不同距离、不同环境可自由切换通信方式，有效保障了无人机终端与遥控终端的通信稳定性和可靠性。
[0014]本发明可广泛应用于各种无人机系统。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明一种实施例的电路结构框图；
图2是本发明3G/4G天线一种实施例的结构示意图；
图3是本发明WIFI/蓝牙天线一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0017]如图1所示，一种多天线无人机系统的实现方法，应用于无人机系统，系统包括遥控终端、无人机终端和移动通信网络，所述无人机终端包括处理器、3G/4G通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块;所述遥控终端通过WIFI通信模块或蓝牙通信模块与无人机终端连接;所述遥控终端通过移动通信网络与无人机终端中的3G/4G通信模块连接;所述3G/4G通信模块包括设置在无人机顶部的3G/4G天线，所述WIFI通信模块包括设置在无人机左侧金属机翼的WIFI天线，所述蓝牙通信模块包括设置在无人机右侧金属机翼的蓝牙天线。处理器可根据需要选择3G/4G通信方式、WIFI通信方式或蓝牙通信方式。
[0018]所述方法包括步骤:
SI，遥控终端优先通过蓝牙通信方式与无人机终端建立数据连接；
S2，当蓝牙通信方式信号强度小于预设阈值时，启用WIFI通信方式与无人机终端建立数据连接；
S3，当WIFI通信方式信号强度小于预设阈值时，启用3G/4G通信方式与无人机终端建立数据连接。
[0019]如图2所示，如图1所示，天线整体呈倒F型结构，所述天线设置在无人机顶的正上方，所述天线包括平行于无人机顶的第一平行臂11、垂直于无人机顶的第一垂直臂12，所述第一平行臂11与第一垂直臂12交接，交接点沿第一平行臂方向延长形成第二平行臂13，所述第二平行臂13延长并向垂直无人机顶方向弯折形成第二垂直臂14，使得天线整体呈倒F型结构。
[0020]如图3所示，所述WIFI天线为在无人机左侧金属机翼开缝设置的第一折叠式缝隙天线。所述第一折叠式缝隙天线为方波型折叠式形状的折叠式缝隙天线。所述第一折叠式缝隙天线的折叠式缝隙总长等于WIFI通信频段中心频率波长的二分之一。
[0021]同理，蓝牙天线采用类似于WIFI天线的结构，为在无人机右侧金属机翼开缝设置的第二折叠式缝隙天线。所述第二折叠式缝隙天线为方波型折叠式形状的折叠式缝隙天线。所述第二折叠式缝隙天线的折叠式缝隙总长等于蓝牙通信频段中心频率波长的二分之
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[0022]根据天线辐射原理，无限大和无限薄的理想导电平面上的缝隙称为理想缝隙。理想缝隙上的电场与缝隙的长边垂直，其振幅在缝隙的两端下降为零。这一电场分布与具有相同尺寸的导体振子上的磁场分布完全一样，也就是说同频率的，具有相同的尺寸的缝隙天线与常用的对偶天线是一对互补的天线，他们的电流分布与磁场分布具有互补特性。根据电磁场的对偶性可知，理想缝隙所辐射的电磁场与互补振子产生的电磁场具有相同的结构，只是振子的电场矢量对应于缝隙的磁场矢量，振子的磁场矢量对应于缝隙的电场矢量而已。因此平时常用的MonopoIe天线也是通常走成折叠式的布线(也称Meander线)来压缩天线占用的空间，同时单极天线也可以说是对偶天线的一个变体而已，根据前面说的对偶互补特性，在缝隙天线上同样可以采用折叠式的开槽来缩短缝隙天线的尺寸。这就是WIFI和蓝牙天线设计思路的来源。
[0023]当金属机翼直接作为无线通讯终端的辐射平面的时候，可以方便天线与机翼共形，而且能增加辐射平面面积，从而提高天线性能。金属机翼相当于一个理想的地平面，折叠式缝隙20的缝隙槽的宽度远小于折叠式缝隙20的长度和金属机壳的宽度，折叠式缝隙20宽度优选为1.5mm。显然的，折叠式缝隙20宽度并不局限此值，可根据需要调整。折叠式缝隙20上的电场与折叠式缝隙20的长度延展方向垂直，其振幅在折叠式缝隙20的两端下降为零。折叠式缝隙20天线的极化方向与折叠式缝隙20的整体长度方向成90夹角。
[0024]本发明通过在无人机上设置3G/4G通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块以及对通信方式的选择优先级设置，克服了现有技术中无人机通信方式单一的问题，实现了无人机与遥控终端的多种通信方式连接，在不同距离、不同环境可自由切换通信方式，有效保障了无人机终端与遥控终端的通信稳定性和可靠性。对通信方式的选择优先级设置还带来了无人机节省电能的有益效果。
[0025]本发明可广泛应用于各种无人机系统。
[0026]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，其应用于多天线无人机系统，所述系统包括遥控终端、无人机终端和移动通信网络，所述无人机终端包括处理器、3G/4G通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块； 所述遥控终端通过WIFI通信模块或蓝牙通信模块与无人机终端连接;所述遥控终端通过移动通信网络与无人机终端中的3G/4G通信模块连接； 所述3G/4G通信模块包括设置在无人机顶部的3G/4G天线，所述WIFI通信模块包括设置在无人机左侧金属机翼的WIFI天线，所述蓝牙通信模块包括设置在无人机右侧金属机翼的蓝牙天线； 所述方法包括步骤: SI，遥控终端优先通过蓝牙通信方式与无人机终端建立数据连接； S2，当蓝牙通信方式信号强度小于预设阈值时，启用WIFI通信方式与无人机终端建立数据连接； S3，当WIFI通信方式信号强度小于预设阈值时，启用3G/4G通信方式与无人机终端建立数据连接。2.根据权利要求1所述的一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，所述3G/4G天线包括平行于无人机顶的第一平行臂、垂直于无人机顶的第一垂直臂，所述第一平行臂与第一垂直臂交接，交接点沿第一平行臂方向延长形成第二平行臂，所述第二平行臂延长并向垂直无人机顶方向弯折形成第二垂直臂，使得天线整体呈倒F型结构。3.根据权利要求1所述的一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，所述WIFI天线为在无人机左侧金属机翼开缝设置的第一折叠式缝隙天线。4.根据权利要求3所述的一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，所述第一折叠式缝隙天线为方波型折叠式形状的折叠式缝隙天线。5.根据权利要求4所述的一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，所述第一折叠式缝隙天线的折叠式缝隙总长等于WIFI通信频段中心频率波长的二分之一。6.根据权利要求1所述的一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，所述蓝牙天线为在无人机右侧金属机翼开缝设置的第二折叠式缝隙天线。7.根据权利要求6所述的一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，所述第二折叠式缝隙天线为方波型折叠式形状的折叠式缝隙天线。8.根据权利要求7所述的一种多天线无人机系统的实现方法，其特征在于，所述第二折叠式缝隙天线的折叠式缝隙总长等于蓝牙通信频段中心频率波长的二分之一。
【文档编号】H04W88/06GK106056875SQ201610362162
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】江荣, 张小花, 江方兵, 赵淑梅, 刘代东
【申请人】深圳市天鼎微波科技有限公司