全范围定向天线系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于通信设备技术领域，尤其是涉及一种全范围定向天线系统。
【背景技术】
[0002]在无线通讯系统中，根据方向性的不同，天线种类分为全向天线和定向天线两种，全向天线能够在水平方向的360度都均勾福射，覆盖范围大，然而全向天线在同等发射功率的情况下，接收机接收到的信号距离发射极较近，应用距离短，只能适用于短距离的信号传输场景。定向天线是指在某一个或某几个方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的目的是增强信号强度增加抗干扰能力。定向天线具有:较大的前向增益；能抑制后向信号，避开后向干扰；在同等发射极功率的前提下，可增大给定方向上的接收机接收信号的范围等优点，但是定向天线由于只能在给定方向上进行信号的传输，而其他方向无法进行有效的信号传输，这样就使得定向天线存在:覆盖范围较小，无法进行全角度覆盖，通讯质量差等问题。因此，如何将全向天线和定向天线的特点相结合从而提高定向天线的灵活性是一个急需解决的技术问题。
[0003]为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种自动定向天线系统、天线的自动定向方法及装置[申请号:201210591627.X]，包括:分别与天线的水平传动机构和垂直传动机构连接的第一步进电机和第二步进电机以及电子罗盘，通过第一步进电机和第二步进电机使天线在水平维度和垂直维度上都能转动，通过获取天线当前的方位角和俯仰角，以及天线和目标节点的地理位置信息来对天线的指向进行调整控制，使得在天线与目标节点存在较大的高度差时，也能通过调整天线在垂直方向的指向，改善天线与信号发射器的通信质量。
[0004]上述方案在一定程度上解决了现有定向天线灵活性差的问题，但是该方案依然存在着:无法实现接收天线与发射天线始终相互对应，覆盖范围较小，无法进行全角度覆盖，通讯质量差等问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，接收天线与发射天线全角度覆盖的全范围定向天线系统。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案:本全范围定向天线系统，包括地面站架体与航空器，其特征在于，所述的地面站架体上具有至少一个活动方向的地面定向天线，所述的航空器上具有至少一个活动方向置且能与地面定向天线进行双向数据传输的航空定向天线，所述的航空定向天线与地面定向天线之间设有能使航空定向天线和/或地面定向天线自由转动从而使航空定向天线朝向与地面定向天线朝向始终相互对应的天线控制装置。优选地，这里的航空定向天线和地面定向天线同步转动，这样无论航空器在任何位置，航空定向天线和地面定向天线均能相互对应，从而实现定向天线的全范围覆盖。
[0007]在上述的全范围定向天线系统中，所述的天线控制装置包括设置在地面站架体与地面定向天线之间且能根据航空定向天线位置调整地面定向天线朝向从而使地面定向天线指向航空定向天线的地面天线调整结构，所述的航空器与航空定向天线之间设有能根据地面定向天线位置调整航空定向天线朝向从而使航空定向天线指向地面定向天线的航空天线调整结构。这样使得地面定向天线和航空定向天线能分别根据对方的位置来调整自身的朝向从而使得地面定向天线与航空定向天线始终相互对应设置。
[0008]在上述的全范围定向天线系统中，所述的地面天线调整结构包括周向转动设置在地面站架体上端的第一壳体，所述的地面定向天线铰接设置在第一壳体上端，所述的第一壳体与地面站架体转动相连的转动方向和第一壳体与地面定向天线铰接相连的活动方向不同，所述的第一壳体与地面站架体之间设有能使第一壳体相对于地面站架体周向转动的第一周向转动驱动机构，所述的第一壳体与地面定向天线之间设有能使地面定向天线相对于第一壳体周向摆动的第一摆动驱动机构，所述的第一周向转动驱动机构与第一摆动驱动机构分别与设置在第一壳体内的第一 MPU模块相连，所述的第一 MPU模块与设置在第一壳体内的第一 GPS模块相连，且所述的第一 MPU模块与第一 GPS模块均与设置在第一壳体内的第一供电模块相连，在第一壳体上设有与第一 MPU模块相连的显示模块。即这里的第一GPS模块用于确定地面定向天线位置，第一 MPU模块获取第一 GPS模块信息并发送给航空定向天线，这里的地面定向天线和航空定向天线为双向数据传输，第一 MPU模块使得第一周向转动驱动机构与第一摆动驱动机构调整地面定向天线的角度，使其始终朝向航空定向天线。
[0009]在上述的全范围定向天线系统中，所述的第一周向转动驱动机构包括设置在地面站架体上端的支架，所述的支架与第一壳体之间设有与第一 MPU模块相连的第一转动驱动电机，所述的第一转动驱动电机设置在支架或第一壳体上，且所述的第一转动驱动电机的输出轴与第一壳体或支架固定相连；所述的地面站架体包括至少三根杆体，所述的杆体一端交汇且均与支架相连，所述的杆体另一端分别倾斜向下且周向均匀分布设置；所述的第一转动驱动电机为步进电机或无刷电机。即这里的第一转动驱动电机带动地面定向天线周向转动从而实现地面定向天线周向位置的调整。
[0010]在上述的全范围定向天线系统中，所述的第一摆动驱动机构包括转动设置在第一壳体上端的第一安装架，所述的地面定向天线设置在第一安装架上，且所述的第一安装架与第一壳体之间设有能驱动第一安装架周向摆动的第一摆动组件组件。
[0011]在上述的全范围定向天线系统中，所述的第一摆动组件组件包括两个对应设置在第一壳体内且均与第一 MPU模块相连的第一驱动舵机，所述的第一驱动舵机的输出轴分别穿出第一壳体，所述的第一安装架两端分别朝向第一壳体外侧弯折形成第一安装部，且所述的第一安装部分别与第一驱动舵机的输出轴相连；所述的第一安装架呈弯曲状，且所述的第一安装架中部具有向外延伸的定位部，且所述的地面定向天线设置在定位部上。即通过第一驱动舵机来调整地面定向天线摆动角度，结合地面定向天线周向位置的调整从而实现地面定向天线万向位置调整。
[0012]在上述的全范围定向天线系统中，所述的航空天线调整结构包括周向转动设置在航空器底侧的第二壳体，所述的航空定向天线铰接设置在第二壳体上且所述的航空定向天线朝向航空器本体后侧且倾斜向下设置，所述的第二壳体与航空器之间设有能使第二壳体相对于航空器周向转动的第二周向转动驱动机构，所述的第二壳体与航空定向天线之间设有能使航空定向天线相对于第二壳体摆动的第二摆动驱动机构，所述的第二周向转动驱动机构与第二摆动驱动机构分别与设置在第二壳体内的第二 MPU模块相连，所述的第二 MPU模块与设置在第二壳体内且和第一 GPS模块相匹配的第二 GPS模块相连，且所述的第二 MPU模块与第二 GPS模块均与设置在第二壳体内的第二供电模块相连。即这里的第二 GPS模块用于确定航空定向天线位置，第二MPU模块获取第二GPS模块信息并发送给地面定向天线，这里的地面定向天线和航空定向天线为双向数据传输，第二 MPU模块使得第二周向转动驱动机构与第二摆动驱动机构调整航空定向天线的角度，使其始终朝向地面定向天线。
[0013]在上述的全范围定向天线系统中，所述的第二周向转动驱动机构包括设置在航空器底侧中部的连接座，所述的连接座与第二壳体之间设有与第二 MPU模块相连的第二转动驱动电机，所述的第二转动驱动电机设置在连接座或第二壳体上，且所述的第二转动驱动电机的输出轴与第二壳体或连接座固定相连；所述的航空器为无人机、飞艇与气球中的任意一种或多种的组合；所述的第二转动驱动电机为步进电机或无刷电机。即这里的第二转动驱动电机带动航空定向天线周向转动从而实现航空定向天线周向位置的调整。
[0014]在上述的全范围定向天线系统中，所述的第二摆动驱动机构包括铰接设置在第二壳体上端且呈弯曲状的第二安装架，所述的航空定向天线设置在第二安装架中部，且所述的第二安装架与第二壳体之间设有能驱动第二安装架周向摆动的第二摆动驱动组件。
[0015]在上述的全范围定向天线系统中，所述的第二摆动驱动组件包括两个对应设置在第二壳体内且均与第二 MPU模块相连的第二驱动舵机，所述的第二驱动舵机的输出轴分别穿出第二壳体，所述的第二安装架两端分别朝向第二壳体外侧弯折形成第二安装部，且所述的第二安装部分别与第二驱动舵机的输出轴相连。即通过第二驱动舵机来调整航空定向天线摆动角度，结合航空定向天线周向位置的调整从而实现航空定向天线万向位置调整。
[0016]与现有的技术相比，本全范围定向天线系统的优点在于:结构简单，稳定性好，覆盖范围大，能实现接收天线与发射天线始终相互对应，能实现天线全角度覆盖，通讯质量好。
【附图说明】
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