专利名称：线控升降天线系统的制作方法
线控升降天线系统
本发明涉及一种无线通信的夭线系统，尤其是能快速便捷的自动升降，升降高度可以延 伸到几十米到几百米，是一般液压升降天线无法达到的高度，特别适合战地灵活机动的需要。 目前，无线通信受到收发天线高度的限制，容易受到收发两点之间高大建筑物、山体的遮 挡，即使海平面上也不能传得太远，原因在于地球是圆球体，表面是圆弧形的， 一般超过50km 就不是可视的直线距离了,所以要想增加主要特征靠直线传播的无线电设备的通信距离，最好 的办法是增加收发夭线的高度，尽量让收发两点之间变得可视。传统的办法是将收发天线架 设在建筑物、高山顶部，并且在其上面还要修建铁塔尽量增加天线高度，成本很高， 一般的 铁塔成本是每一米约l万元人民币，并且只适合固定点之间的通信。随着杜会进步，电视广播 已经趋于现场直播，即将现场发生的图像、声音直接发到电视台，电视台不经过编辑或者经 过简单的编辑直接向用户传送，要求尽量短的时延。尽管好多电视台都搞了"新闻现场"、"新 闻直播"类节目，其实他们一般都不是真正的现场直播，是将新闻现场的图像、声音用摄像 机摄录后，将磁带送到电视台编辑处理后再播放的，中间经过录制、磁带传递、编辑、播放 几个过程，所以实质意义上讲根本就不是"现场直播"，现在有了线控升降天线系统就可以实 现真正意义的现场直播了 。摄像机的音视频信号通过无线方式传送到旁边车载设备上的线控 自动升降天线系统顶端"高空装置"的通信转发设备，再将信号直接转发回电视台，电视台 再播放。整个过程是连续的，时延小于l秒钟。同样，该天线适合灵活机动的战地通信、公安 /安全部门的现场追踪通信。
目前，公知的液压升降天线的髙度最高也就10多米，通信距离仍然有限，特别是在高楼 林立的城市，常见的建筑物高度少则几十米，高则一百多米到两百米，所以用普通的液压升 降天线通信无法翻越高楼的遮挡；部队在山区、丘林遇到天然的山体遮挡，用普通液压升降 天线的通信距离也有限，即使在平原、沙漠、海平面上也不能传得太远，原因在于地球是圆 球体，表面是圆弧形的，一般超过50kffl就不是可视的直线距离了，通信距离也就50km左右。
为了克服现有的液压升降天线高度的不足，本发明提供一种采用螺旋桨的线控升降天线 系统，能快速便捷的自动升降，升降高度可以延伸到几十米到几百米，是一般液压升降天线 无法达到的高度，特别适合战地灵活机动的需要。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是由"高空装置"和"地面装置"两大部分 组成。"高空装置"通过上面的陀螺仪/GPS定位仪发回"地面装置"，"地面装置"再与自己 的GPS定位信息通过计算，发出指令控制"高空装置"的坐标位置。"地面装置"通过电缆线 给"高空装置"提供电能，使"高空装置"的螺旋桨升降而离开地面，并通过收放电缆线的 长度以控制"高空装置"的升降髙度；"高空装置"的横向位置(经度、纬度〉通过"高空装 置"横向的几个空气推动装置控制设定的经度、纬度坐标位置，不会被风力等因素偏离运行 轨迹。"高空装置"上面还可以安装无线电接收和转发设备(或其他通信设备及照明设备等)， 将"地面装置"发射信号接收再转发给"远端用户"(如指挥中心等)，同时又可以接收远端 用户的信号，再转发给"地面装置"，使"远端用户"和"地面装置"之间保持单向或双向 通信。
本发明的有意效果是，通过升高天线的高度达到几十米至几百米，使通信距离超过100 200km，能翻越天然山体、城市建筑物的阻挡，安装、升降能在一分钟内完成，方便、灵活机 动。而且与直升飞机、无人驾驶机相比，本系统维护费用低，使用时无噪声，只要"地面装 置"提供不间断电源能连续运行；与热气球、飞艇通信相比，升降更快捷灵活，"高空装置" 的体积小，不易被敌方发现和摧毁。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 图l是本发明的电路原理框图。
图中O.陀嫘仪/GPS定位仪，l.高空装置，2.地面装置，3.垂直升降嫘旋桨，4.发动机， 5.水平推动螺旋桨，6.高空收发天线，7.高空无线电台，8.高空核心控制模块，9.电源转 换模块，10.电缆自动收放器，ll.升压器，12.地面核心控制模块，13.地面收发天线，14. 地面无线电台，15.电台有线/无线数据接口， 16.车载电源，17.接地端，18.馈电用电缆。
图2是应用示意图。
图中l.高空装置，2.地面装置，18.馈电用电缆，19.无线摄像机，20.远端用户。
具体实施例方式
在
图1中，天线系统由"高空装置(l)"和"地面装置(2)"两大部分组成。"地面装置 (2)"通过馈电用电缆(18)给"高空装置(l)"提供电能，使"高空装置(l)"的垂直升 降螺旋桨(3)上升而离开地面。"高空装置"的横向位置(经度、纬度)通过横向的几个水 平推动嫘旋桨(5)控制设定的经度、纬度坐标位置，不会被风力等因素偏离运行轨迹。"高 空装置(l)"的升降高度由"地面装置(2)"的电缆自动收放器(10)縮放馈电用电缆(18) 的长度达到控制目的，这里的电缆选用高强度、高韧性、抗紫外线、抗腐蚀、抗氧化、外皮 绝缘耐磨、质量轻的电缆。"高空装置(l)"通过其上面的陀螺仪/GPS定位仪(0)发回"地 面装置(2)","地面装置(2)"再与自己的GPS定位信息通过计算，控制"高空装置(l)"的 坐标位置，所以，高空装置(1)的各种飞行状态是严格受到地面装置(2)控制和监视的。 电源转换模块(9)将电缆线上的高电压变换成较低的电压供"高空装置(l)"各单元使用。 高空无线电台(7)将"地面装置(2)"和"远端用户(20)之间用无线方式组成链路，担任 中继的角色，将"地面装置(2)"发射信号接收再转发给"远端用户(20)"(如指挥中心等)， 同时又可以接收远端用户(20)的信号，再转发给"地面装置(2)"，使"远端用户(20)" 和"地面装置(2)"之间保持单向或双向通信。
地面装置的电源来自汽车自身发电/蓄电装置，在容量达不到要求时，可以改装发电装置 或另外增加大容量的发电机。车载电源(16)经过变换后直接供电缆自动收放器(10)、地面 无线电台(14)、地面核心控制模块(12)、电台有线/无线数据接口 (15),同时经过升压器 (11),将较低的车载电压变换成较高的电压(例如36 220伏等)，减小在馈电用电缆(18) 上的损耗。因为电缆线需要选择质量轻的产品，导线直径(截面积)也就不能太粗(大)，所 以通过的电流不会太大，而又必须达到一定的传输功率，所以将电压升高传输能将电流降到 合适的范围内。电缆自动收放器(10)的作用是收放馈电用电缆(18)的长度，控制"高空 装置(l)"的高度。电台有线/无线数据接口 (15)的作用是与外面的设备相连接，如摄像机、 电脑等。地面无线电台(14)将数据信号传送给髙空无线电台(7)。地面收发天线(13)与 地面无线电台相连，接收和发送射频信号。接地端(17)是系统的大地接地端，为保证安全, 在使用时一定将其妥善接地，特别是防止雷击是必不可少。地面核心控制模块(12)是"地 面装置(2)"各单元的控制中心，也指挥"高空装置(l)"的飞行状态和无线电台的工作状 态。馈电用电缆(18)的作用很多， 一是"高空装置(l)"的供电，二是"高空装置(l)" 高度控制，三是"高空装置(l)"与"地面装置(2)"的各种数据通信(还能代替地面无线 电台的功能，实现高空装置与地面装置有线通信)。
在图2中，天线系统的"地面装置(2)"安装在汽车(或舰船)上。前端无线摄像机(19) 的音视频信号以无线方式(当然也可以用有线摄像机)将信号传给"地面装置(2)"，"地面 装置(2)"将信号转给"地面无线电台(14)"，"地面无线电台(14)"再以无线方式转给"高 空装置(l)"的"高空无线电台(7)"(当然也可以用馈电用电缆将信息传输给"高空装置")， 高空无线电台(7)再转发给远端用户(20)。
权利要求
1.一种天线系统，由“高空装置”和“地面装置”两大部分组成。其特征是“地面装置”通过电缆线连接给“高空装置”提供电能，使“高空装置”的螺旋桨升降而带动“高空装置”离开地面。
2. 根据权利要求1所述的天线系统，其特征是"高空装置"由螺旋桨或其他空气动力 装置完成升降。
3. 根据权利要求1所述的天线系统，其特征是"高空装置"和"地面装置"之间用电 缆线连接供电。
全文摘要
一种能够克服现有的液压升降天线高度的不足，采用螺旋桨的线控升降天线系统。由“高空装置1”和“地面装置2”两大部分组成。“地面装置”通过电缆线连接给“高空装置”提供电能，让螺旋桨带动“高空装置”升空，高度可以延伸到几十米到几百米。“高空装置”上面安装无线电设备，担任“远端用户”和“地面装置”的中继任务，使通信距离超过100～200km，能翻越天然山体、城市建筑物的阻挡。与直升飞机、无人驾驶机相比，本系统维护费用低，无噪声，连续运行；与热气球、飞艇通信相比，升降更快捷灵活，“高空装置”体积小，不易被敌方发现和摧毁。系统特别适合机动灵活的战地通信、公安/安全部门的现场追踪通信；也能真正意义上实现新闻“现场直播”。
文档编号H01Q1/00GK101174722SQ200610146090
公开日2008年5月7日 申请日期2006年11月4日 优先权日2006年11月4日
发明者吕治荣 申请人:吕治荣