移动物体及其天线自动对准方法、系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种天线对准方法，特别涉及一种移动物体及其天线自动对准方法、系统。
【背景技术】
[0002]现有的通用商业型的无人飞行器的控制和数据传输主要是点对点传输方式，分为地面端和飞行器端。地面端主要是完成遥控飞行器、接收飞行端传回的数据并进行处理等工作，而飞行器端主要是根据地面端指令进行飞行，根据地面端的指令发送对应的数据给地面端。地面端和飞行器端形成一个点对点的通信链路，通信链路的稳定性和可靠性对飞行器的安全可控飞行以及数据回传起着重要的意义。
[0003]为了提高通信链路的稳定性和可靠性，需要尽可能提高两者之间的通信系统增益以及维持系统增益的稳定性。系统增益Gsys的计算公式如下:Gsys = Pt+Gt+Gr-Psen，其中，Pt是发射功率，Gt是发射天线的增益，Gr是接收天线的增益，Psen是接收端的接收灵敏度。
[0004]在无人飞行器的两端，发射功率和接收灵敏度会基本保持不变，稳定性比较高。然而，收发天线的实际相对增益会随两者之间的相对位置以及方位而发生变化。那么，由上述系统增益Gsys的计算公式可以看出，要维持系统增益的稳定性，那么就必须尽量保证收发天线均处在对方的最大增益方向上。
[0005]目前，为了保证收发天线的对准，通常会采用伺服云台的方式，根据对方方位或者接收信号强度来动态调整天线的位置，国内外也有这方面的专利，例如，专利号为CN202257283U、发明名称为“一种自动跟踪天线装置和移动终端”的中国专利。此中国专利在伺服云台和电子罗盘仪的基础上，自动让类似于车载GPS天线对准卫星。然而，该中国专利的自动跟踪天线装置的结构较为复杂，体积较大，根本不适用于无人飞行器领域中的无线通信。
【发明内容】
[0006]鉴于此，本发明有必要提供一种移动物体的天线自动对准方法，该天线自动对准方法便于天线的结构简单化，体积小型化。
[0007]—种移动物体的天线自动对准方法，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述方法包括如下步骤:
[0008]实时获取所述多个天线的当前特征信息，所述多个天线包括备用天线；
[0009]根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
[0010]上述天线自动对准方法，在移动物体上设置包含备用天线的多个天线，通过实时获取的所述多个天线的当前特征信息，切换用于通信的天线，始终保持收发天线不被遮挡，从而维持通信的稳定性和可靠性。上述天线自动对准方法中无需采用体积较大的伺服云台，使得天线体积小，重量轻，结构方面也比较简单，非常适用于移动物体。
[0011 ]同时，基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种天线自动对准系统。
[0012]—种移动物体的天线自动对准系统，其特征在于，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述天线自动对准系统包括:
[0013]特征信息获取模块，用于实时获取所述多个天线的当前特征信息，所述多个天线包括备用天线；
[0014]天线选择模块，用于根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
[0015]另外，本发明还提供一种应用上述天线自动对准方法的移动物体。
[0016]一种移动物体，包括:
[0017]多个天线，用于与无线终端之间的建立通信链路，所述多个天线包括备用天线；
[0018]特征信息获取装置，用于实时获取所述多个天线的当前特征信息；
[0019]控制器，与所述多个天线及所述特征信息获取装置通信连接，用于根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
[0020]基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种控制器，用于执行上述天线自动对准方法中的计算、判断、选择等步骤。
[0021]—种控制器，用于控制移动物体的多个天线，所述多个天线用于与无线终端之间的建立通信链路，所述多个天线包括备用天线，所述控制器被配置为:根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的实施方式的天线自动对准方法的示意图；
[0023]图2为图1所示的天线自动对准方法的原理示意图；
[0024]图3为本发明的实施方式一的天线自动对准方法的流程图；
[0025]图4为图3所示的天线自动对准方法的步骤Sla的其中一个实施例的流程图；
[0026]图5为图3所示的天线自动对准方法的步骤Sla的另外一个实施例的流程图；
[0027]图6为图3所示的天线自动对准方法的步骤S2a的其中一个实施例的流程图；
[0028]图7为图6所示的天线自动对准方法的具体流程图；
[0029]图8为图7所示的天线自动对准方法的步骤S21a及步骤S22a的具体流程图；
[0030]图9为本发明的实施方式二的天线自动对准方法的第一步骤的其中一个实施例的流程图；
[0031]图10为图9所示的天线自动对准方法的第一步骤的另外一个实施例的流程图；
[0032]图11为本发明的实施方式二的天线自动对准方法的第二步骤的其中一个实施例的流程图；
[0033]图12为本发明的实施方式三的天线自动对准方法的具体流程图；
[0034]图13为本发明的实施方式一的天线自动对准系统的模块图；
[0035]图14为图13所示的天线自动对准系统的特征信息获取模块的其中一个实施例的丰吴块图；
[0036]图15为图13所示的天线自动对准系统的天线选择模块的其中一个实施例的模块图；
[0037]图16为本发明的实施方式二的天线自动对准系统的天线选择模块的具体模块图；
[0038]图17为本发明的实施方式三的天线自动对准系统的具体模块图；
[0039]图18为本发明的实施方式的移动物体的电路原理图；
[0040]图19为与图18所示的移动物体通信连接的移动终端的电路原理图。
【具体实施方式】
[0041]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0043]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0044]本发明的实施方式提供一种移动物体的天线自动对准方法，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述多个天线包括备用天线。所述方法通过实时获取所述多个天线的当前特征信息，并根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。例如，根据所述多个天线的当前特征信息，可以选择出当前对准无线终端的天线，并作为当前通信的天线。
[0045]在其中一些实施例中，所述移动物体可以为地面移动物体，例如，地面遥控战车等;也可以空中移动物体，例如，无人飞行器等。无人飞行器可以为固定翼无人机，旋翼无人机等。所述无线终端可以为地面无线终端，例如，UAV地面基站，遥控器等，也可以为空中无线终端，例如，UAV空中基站，其他飞行器等。
[0046]在其中一些实施例中，所述天线可以为WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线等。
[0047]在其中一些实施例中，所述当前特征信息可以为所述天线的信号状态信息，例如，所述天线的信号功率，所述天线的信号强度，所述天线的信号质量等，也可以为所述天线相对于所述无线终端的相对位置信息，例如，所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息，所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息等。
[0048]基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种移动物体的天线对准系统。
[0049]基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种移动物体。所述移动物体包括:用于实时获取所述多个天线的当前特征信息的特征信息获取装置，与所述无线电路模块及所述特征信息获取装置通信连接、用于根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线的控制器。
[0050]在其中一些实施例中，特征信息获取装置包括如下至少一种:用于获取所述移动物体的当前姿态信息的姿态传感器，用于实时获取所述移动物体或/及所述移动终端的当前绝对位置信息的定位传感器，用于扫描所述多个天线的信号功率的无线电路模块。
[0051]下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052]请参阅图1，本发明的实施方式一的天线自动对准方法应用于移动物体10上，移动物体10包括用于与无线终端20之间建立通信链路的多个天线11。
[0053]移动物体10可以为空中移动物体、地面移动物体等。无线终端20可以为地面无线终端、空中无线终端等，天线11可以WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线等。在下述实施例中，移动物体10以无人飞行器为例进行说明，无线终端20以遥控器为例进行说明，通信链路以M頂O通信链路为例进行说明。
[0054]请参阅图3，所述天线自动对准方法包括步骤SI a?S2a。
[0055]步骤Sla，实时获取多个天线11的当前特征信息，多个天线11包括备用天线。
[0056]当前特征信息包括如下至少一种:天线11的信号状态信息，天线11相