一种自动驾驶汽车用一体式数据通讯天线的制作方法

本发明涉及一种安全防护装置，确切地说是一种自动驾驶汽车用一体式数据通讯天线。

背景技术：

目前在车辆运行中，尤其是具备自主运行能力的车辆在运行过程中，均需要对车辆运行状态进行远程检测、操控及数据交互，以达到提高车辆运行操作的安全性和可靠性，为了满足这一需要，当前车辆上均需要配备用于数据无线通讯传输的信号通讯天线，但在实际使用中发现的，当前所使用的饿信号通讯天线往往均采用的外置式通讯天线或嵌入在车辆车顶内部的嵌入式天线，虽然当前的这两类传统的通讯天线可一定程度满足车辆对简单的高频电波信号进行获取和信号发射作业的需要，但在实际使用中发现，当前所使用的传统天线在数据通讯作业时，数据通讯能力相对较差，从而导致车辆运行控制信号通讯稳定性和可靠性性均相对较差，不能有效满足车辆运行中大数据通讯作业和高速数据通讯作业的需要，从而导致车辆运行监控作业信号通讯能力差，信号通讯效率低，且在数据通讯作业中通讯信号极易受到外部复杂电磁环境干扰，从而导致当前自主运行的自动驾驶车辆运行安全性和可靠性均受到较大影响，不能有效满足车辆实际运行作业对数据通讯能力的需要，因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的车辆通讯天线，以满足实际使用的需要。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种自动驾驶汽车用一体式数据通讯天线，该发明结构简单，使用能灵活方便，运行自动化程度高，一方面可有效的满足对车辆通讯天线作业能力进行灵活调整及数据通讯作业的需要，另一方面可根据通讯数据类型及数据通讯量，有针对性的选择不同类型的天线进行运行，并可根据使用需要对天线作业的作业面进行灵活调整，进一步提高数据通讯信号收发作业的可靠性和稳定性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种自动驾驶汽车用一体式数据通讯天线，包括定位底座、驱动机构、伸缩柱、天线体、数据处理电路及运行控制电路，所述的定位底座包括底盘、工作台、升降机构及承载台，其中工作台位于底盘正上方，并与底盘平行分布，工作台与底盘间通过至少两个升降机构相互连接，各升降机构均环绕底盘和工作台轴线同轴分布，承载台下表面与工作台上表面间通过转台机构相互连接，天线体通过至少一个伸缩柱与承载台上表面连接，伸缩柱与承载台垂直分布，且伸缩柱末端与承载台相互连接，前端通过转台机构与天线体相互铰接，天线体轴线与伸缩柱轴线呈0°—180°夹角，并环绕伸缩柱轴线进行0°—360°旋转，驱动机构安装在工作台下表面并与转台机构、伸缩柱和升降机构相互连接，数据处理电路及运行控制电路分别安装在底盘上表面，其中数据处理电路分别与天线体和车辆行车电脑电路电气连接，运行控制电路分别与驱动机构、天线体、数据处理电路和车辆电源电路电气连接。

进一步的，所述的天线体包括机架、凹面天线、平板天线及伸缩连杆，所述的机架为框架结构，机架上表面与凹面天线外表面连接并同轴分布，机架下表面通过转台机构与伸缩柱相互连接，所述的平板天线至少两个，环绕机架轴线均布在机架侧表面，所述的平板天线侧表面与机架侧表面间通过棘轮相互铰接，平板天线后表面通过至少一条伸缩连杆与机架外表面相互连接，且伸缩连杆两端分别与机架和平板天线相互铰接，且所述的平板天线前表面与机架轴线呈0°—180°夹角。

进一步的，所述的伸缩连杆两端与平板天线和机架间通过滑轨相互滑动连接。

进一步的，所述的凹面天线、平板天线面板均为实体板面结构或网状板面结构中的任意一种。

进一步的，所述的平板天线前表面面积为凹面天线前表面面积的0.5—3.5倍。

进一步的，所述的平板天线前表面均布若干凸块，且所述的凸块横截面为三角形、梯形、矩形及圆弧结构中的任意一种。

进一步的，所述的转台机构和棘轮位置处均设角度传感器，且角度传感器分别与运行控制电路电气连接。

进一步的，所述的数据处理电路包括基于fpga为基础的数据处理模块，另设数据通讯串口模块、无线数据通讯模块、数据通讯总线、编码译码模块、信号放大模块及滤波模块，所述的数据通讯总线分别与括基于fpga为基础的数据处理模块数据通讯串口模块、无线数据通讯模块、编码译码模块、信号放大模块及滤波模块电气连接，且所述的滤波模块通过通讯串口模块分别与平板天线、凹面天线电气连接，通过数据通讯串口模块、无线数据通讯模块与车辆行车电脑电路电气连接。

进一步的，所述的控制电路为基于dsp单片机的控制电路，并设无线通讯装置、辅助电源、调压电路、电源接线端子、至少一个i/o通讯端口、至少一个串口通讯装置和至少一个继电器控制电路，并通过i/o通讯端口、无线通讯装置、串口通讯装置与驱动机构、辅助旋转驱动机构、伸缩柱、数据处理电路及车辆行车电脑电路电气连接，通过调压电路分别与车辆电源电路、辅助电源和继电器控制电路电气连接，通过继电器控制电路分别与驱动机构、伸缩柱和转台机构电气连接。

本发明结构简单，使用能灵活方便，运行自动化程度高，一方面可有效的满足对车辆通讯天线作业能力进行灵活调整及数据通讯作业的需要，另一方面可根据通讯数据类型及数据通讯量，有针对性的选择不同类型的天线进行运行，并可根据使用需要对天线作业的作业面进行灵活调整，进一步提高数据通讯信号收发作业的可靠性和稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为天线体结构示意图；

图3为数据处理电路电气原理图；

图4为运行控制电路电气原理图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—4所述的一种自动驾驶汽车用一体式数据通讯天线，包括定位底座1、驱动机构2、伸缩柱3、天线体4、数据处理电路5及运行控制电路6，定位底座1包括底盘101、工作台102、升降机构103及承载台104，其中工作台102位于底盘101正上方，并与底盘101平行分布，工作台104与底盘101间通过至少两个升降机构103相互连接，各升降机构103均环绕底盘101和工作台102轴线同轴分布，承载台104下表面与工作台102上表面间通过转台机构7相互连接，天线体4通过至少一个伸缩柱3与承载台104上表面连接，伸缩柱3与承载台104垂直分布，且伸缩柱3末端与承载台104相互连接，前端通过转台机构7与天线体4相互铰接，天线体4轴线与伸缩柱3轴线呈0°—180°夹角，并环绕伸缩柱3轴线进行0°—360°旋转，驱动机构2安装在工作台102下表面并与转台机构7、伸缩柱3和升降机构103相互连接，数据处理电路5及运行控制电路6分别安装在底盘101上表面，其中数据处理电路5分别与天线体4和车辆行车电脑电路电气连接，运行控制电路6分别与驱动机构2、天线体4、数据处理电路5和车辆电源电路电气连接。

其中所述的天线体4包括机架41、凹面天线42、平板天线43及伸缩连杆44，所述的机架41为框架结构，机架41上表面与凹面天线42外表面连接并同轴分布，机架41下表面通过转台机构7与伸缩柱3相互连接，所述的平板天线43至少两个，环绕机架41轴线均布在机架41侧表面，所述的平板天线43侧表面与机架41侧表面间通过棘轮8相互铰接，平板天线43后表面通过至少一条伸缩连杆44与机架41外表面相互连接，且伸缩连杆44两端分别与机架41和平板天线43相互铰接，且所述的平板天线43前表面与机架41轴线呈0°—180°夹角，所述的伸缩连杆44两端与平板天线43和机架41间通过滑轨9相互滑动连接。

此外，所述的凹面天线42、平板天线面板43均为实体板面结构或网状板面结构中的任意一种，且所述的平板天线43前表面面积为凹面天线42前表面面积的0.5—3.5倍。

与此同时，所述的平板天线43前表面均布若干凸块10，且所述的凸块10横截面为三角形、梯形、矩形及圆弧结构中的任意一种。

除此之外，所述的转台机构7和棘轮8位置处均设角度传感器11，且角度传感器11分别与运行控制电路6电气连接。

值得指出的是，所述的数据处理电路5包括基于fpga为基础的数据处理模块，另设数据通讯串口模块、无线数据通讯模块、数据通讯总线、编码译码模块、信号放大模块及滤波模块，所述的数据通讯总线分别与括基于fpga为基础的数据处理模块数据通讯串口模块、无线数据通讯模块、编码译码模块、信号放大模块及滤波模块电气连接，且所述的滤波模块通过通讯串口模块分别与平板天线43、凹面天线42电气连接，通过数据通讯串口模块、无线数据通讯模块与车辆行车电脑电路电气连接，所述的控制电路为基于dsp单片机的控制电路，并设无线通讯装置、辅助电源、调压电路、电源接线端子、至少一个i/o通讯端口、至少一个串口通讯装置和至少一个继电器控制电路，并通过i/o通讯端口、无线通讯装置、串口通讯装置与驱动机构、辅助旋转驱动机构、伸缩柱3、数据处理电路5及车辆行车电脑电路电气连接，通过调压电路分别与车辆电源电路、辅助电源和继电器控制电路电气连接，通过继电器控制电路分别与驱动机构2、伸缩柱3和转台机构7电气连接。

本发明在具体实施时，首先对定位底座、驱动机构、伸缩柱、天线体、数据处理电路及运行控制电路进行组装，然后根据车辆具体结构和使用需要，首先将定位底座安装到车辆指定位置处，然后将数据处理电路及运行控制电路分别与车辆行车电脑电路和车辆电源电路，完成本发明的安装并备用。

在本发明运行作业中，首先根据通讯作业的需要，从平板天线、凹面天线中选择其中任意一个或两个同时运行，进行数据通讯作业，且当平板天线、凹面天线同时运行是，首先驱动转台机构对凹面天线的工作位置进行调整，满足数据通讯作业的需要，然后通过伸缩连杆调整平板天线位置，满足数据通讯作业的需要，且在平板天线调整时，另可调整平板天线表面与凹面天线间的相对位置关系，在满足平板天线、凹面天线分别独立运行需要的同时，另使平板天线与凹面天线配套使用，使平板天线实现增加凹面天线表面面积和调整凹面天线表面结构的需要。

其中当凹面天线在运行作业时，一方面通过转台机构驱动承载台进行旋转，调节凹面天线运行方位，另一方面调节凹面天线与承载台间连接的转台机构运行，调整凹面天线俯仰角度，对凹面天线通讯方位进行微调，提高凹面天线数据通讯能力；

当平板天线运行作业时，一方面通过转台机构驱动承载台进行旋转和通过辅助旋转驱动机构运行，调节平板天线运行方位，另一方面根据通讯需要，调整与平板天线连接的伸缩柱的高度进行调整，从而达到提高平板天线数据通讯交互作业能力的目的。

其中在平板天线、凹面天线运行作业的同时，另可通过伸缩柱调节工作台的高度，初步调整平板天线、凹面天线位置。

发明结构简单，使用能灵活方便，运行自动化程度高，一方面可有效的满足对车辆通讯天线作业能力进行灵活调整及数据通讯作业的需要，另一方面可根据通讯数据类型及数据通讯量，有针对性的选择不同类型的天线进行运行，并可根据使用需要对天线作业的作业面进行灵活调整，进一步提高数据通讯信号收发作业的可靠性和稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。