基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置及与无人机通信的方法
【专利说明】 基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置及与
无人机通信的方法
技术领域
[0001]本发明属于通信领域。
【背景技术】
[0002]高压输电线路架设区域是一个条形地带，然而整个线路也不是直线；无人机巡检需回传的信息是超高清晰照片，要求无线传输带宽很高，因此在地面通信装置使用全向天线时，由于天线增益低，造成通信距离受限，要完成特定区段现实输电线路全域覆盖，需架设很多地面通信装置，不仅造价高，同时地面设备多，管理维护复杂；另一种方式是地面通信装置使用具备高增益定向天线，同时采用跟踪天线技术，以弥补无人机机载设备能力的不足，如此可一套地面通信装置可覆盖较远区间，然而跟踪天线技术复杂，造价更高，且存在机械转动结构，设备故障率高。
【发明内容】
[0003]本发明是为了解决高压输电线路架设区域地面通信装置使用全向天线时，由于天线增益低，造成巡检无人机的通信距离受限的问题，提出了基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置及与无人机通信的方法。
[0004]本发明所述的基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置，它包括低增益宽波束天线、高增益窄波束天线、一号无线通信接收机、二号无线通信接收机、信号强度检测单元、天线切换单元和切换控制电路；
[0005]低增益宽波束天线的信号输出端连接一号无线通信接收机的无线信号输入端，高增益窄波束天线的信号输出端连接二号无线通信接收机的无线信号输入端，一号无线通信接收机的信号输出端同时连接信号强度检测单元的信号输入端和天线切换单元的信号输入端，二号无线通信接收机的信号输出端同时连接信号强度检测单元的信号输入端和天线切换单元的信号输入端，信号强度检测单元的信号输出端连接切换控制电路的信号输入端，切换控制电路的控制信号输出端连接天线切换单元切换控制信号输入端，天线切换单元的信号输出端连接高压输电线架设区域内的通信处理电路，低增益宽波束天线和高增益窄波束天线均用于与高压输电线架设区域内的无人机进行通信。
[0006]采用上述基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置与无人机通信的方法，该方法的具体过程为:
[0007]步骤一、采用低增益宽波束天线和高增益窄波束天线同时与高压输电线架设区域无人机进行通信；
[0008]步骤二、低增益宽波束天线和高增益窄波束天线的通信信息分别经过一号无线通信接收机和二号无线通信接收机同时发送至信号强度检测单元和天线切换单元；
[0009]步骤三、信号强度检测单元将所检测的低增益宽波束天线和高增益窄波束天线信号强度信息同时发送至切换控制电路，切换控制电路对接收到的低增益宽波束天线和高增益窄波束天线信号强度信息进行比较，当低增益宽波束天线接收到的信号强度大于高增益窄波束天线接收到的信号强度时，执行步骤三一，当高增益窄波束天线接收到的信号强度大于低增益宽波束天线接收到的信号强度时，执行步骤三二 ；
[0010]步骤三一、切换控制电路向天线切换单元发送选择低增益宽波束天线接收的信号发送至高压输电线架设区域内的通信处理电路；实现一次基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置与无人机的通信；
[0011]步骤三一、切换控制电路向天线切换单元发送选择高增益窄波束天线接收的信号发送至高压输电线架设区域内的通信处理电路；实现基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置与无人机的通信。
[0012]本发明利用高增益窄波束天线保证远距离通信，增大地面通信装置部署间距，利用低增益宽波束天线弥补高增益天线的近距离盲区，为高压输电线路无人机巡检通信系统提供了经济性、复杂性得到折中的技术方法。本发明可通过较小的设备代价、简单的技术方法，利用宽窄两种定向天线互相配合，仅覆盖距离输电线路较近的巡检有效区域，利用了高增益天线的远距离通信优势，同时不需要机械转动结构，地面通信装置部署间距大，简化了整个系统，且故障率低，易于维护。
【附图说明】
[0013]图1为本发明所述的基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置的电气结构示意图；
[0014]图2为【具体实施方式】二所述的高压输电线架设区域无线信号覆盖示意图。
【具体实施方式】
[0015]【具体实施方式】一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置，它包括低增益宽波束天线1、高增益窄波束天线2、一号无线通信接收机3、二号无线通信接收机4、信号强度检测单元5、天线切换单元6和切换控制电路7 ；
[0016]低增益宽波束天线I的信号输出端连接一号无线通信接收机3的无线信号输入端，高增益窄波束天线2的信号输出端连接二号无线通信接收机4的无线信号输入端，一号无线通信接收机3的信号输出端同时连接信号强度检测单元5的信号输入端和天线切换单元6的信号输入端，二号无线通信接收机4的信号输出端同时连接信号强度检测单元5的信号输入端和天线切换单元6的信号输入端，信号强度检测单元5的信号输出端连接切换控制电路7的信号输入端，切换控制电路7的控制信号输出端连接天线切换单元6切换控制信号输入端，天线切换单元6的信号输出端连接高压输电线架设区域内的通信处理电路，低增益宽波束天线I和高增益窄波束天线2用于均与高压输电线架设区域内的无人机进行通信。
[0017]切换控制单元对接收信号强度的判断可采用非常成熟、简单的、通常在自动增益控制AGC电路中采用的检波技术，因此简单实用，成本低廉。
[0018]【具体实施方式】二、采用本实施方式是对【具体实施方式】一所述的基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置与无人机通信的方法，该方法的具体过程为:
[0019]步骤一、采用低增益宽波束天线I和高增益窄波束天线2与高压输电线架设区域内的无人机进行通信；
[0020]步骤二、低增益宽波束天线I和高增益窄波束天线2的通信信息分别经过一号无线通信接收机3和二号无线通信接收机4同时发送至信号强度检测单元5和天线切换单元
[0021]