输电线架设区域无人机通信装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种输电线架设区域无人机通信装置。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，对输电线路巡检主要采用地面人工目测巡检、直升机巡检和无人机巡检三种作业模式，地面人工目测巡检精度低，劳动强度大，存在巡检忙;直升机巡检不仅存在飞行安全隐患，而且巡检费用昂贵;无人机具有体积小，重量轻、便于携带和制造、使用成本低、操作性和灵活性好等特点通过自动导航或者是人工控制的方式对输电线路进行图像或视频信息的采集，工作人员根据图像和视频可以直观的检测输电线路外观运行情况及线路周围树木生长状况，降低电力巡查成本，提高巡检作业的质量，增强电力生产自动化综合能力。高压输电线路架设区域是一个条形地带，而无人机巡检需回传的信息是超高清晰图像或视频信息，要求无线传输带宽很高，现有技术中一种是采用在地面通信装置使用全向天线，但由于天线增益低，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；另外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。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型提供一种输电线架设区域无人机通信装置，以解决上述问题。
[0004]本实用新型提供的输电线架设区域无人机通信装置，包括天线组、无线信号接收机、接收信号强度检测单元、用于发出切换控制指令的切换控制单元和用于执行切换控制指令的天线切换单元;所述天线组包括至少两副天线；
[0005]所述天线的信号输出端分别与无线信号接收机的输入端连接，所述无线信号接收机的输出端与接收信号强度检测单元的输入端连接，所述接收信号强度检测单元的输出端与切换控制单元的输入端连接，所述切换控制单元的输出端与天线切换单元的输入端连接。
[0006]进一步，所述天线组包括两副波束宽度不同的天线。
[0007]进一步，所述天线为定向天线。
[0008]进一步，所述两副波束宽度不同的天线的朝向相同。
[0009]进一步，所述天线组的数量为两个，所述两个天线组的天线朝向互为反向。
[0010]进一步，还包括用于对通信信号处理的处理电路。
[0011]进一步，所述切换控制单元为自动增益控制电路。
[0012]本实用新型的有益效果:本实用新型利用一副宽波束低增益天线与一副窄波束高增益天线相互配合，完成大跨度的条形区域无线覆盖，通信距离较全向天线增大7倍，与全向天线配置下地面通信装置相比，部署密度大幅度降低；同时，本实用新型不存在机械转动机构，故障率大大降低;本实用新型采用切换天线的方法保障通信信号质量，整个通信系统采用连续传输技术，切换技术大大简化，且设备简单、传输稳定可靠。
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述:
[00Μ]图1是本实用新型的原理不意图。
[0015]图2是本实用新型的实施例条形区域无线信号覆盖示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述:图1是本实用新型的原理示意图，图2是本实用新型的实施例条形区域无线信号覆盖示意图。
[0017]如图1所示，本实施例中的输电线架设区域无人机通信装置，包括天线组、无线信号接收机3、接收信号强度检测单元4、用于发出切换控制指令的切换控制单元6和用于执行切换控制指令的天线切换单元5;所述天线组包括至少两副天线;所述天线的信号输出端分别与无线信号接收机3的输入端连接，所述无线信号接收机3的输出端与接收信号强度检测单元4的输入端连接，所述接收信号强度检测单元4的输出端与切换控制单元6的输入端连接，所述切换控制单元6的输出端与天线切换单元5的输入端连接。
[0018]在本实施例中，天线组包括两副波束宽度不同的天线，如图1所示，分别为宽波束天线I和窄波束天线2。天线的波束宽度包括水平波束宽度和垂直波束宽度，水平波束宽度是指:在水平方向上，在最大辐射方向2侧，辐射功率下降3dB的两个方向的夹角；垂直波束宽度是指在垂直方向上，在最大辐射方向2侧，辐射功率下降3dB的2个方向的夹角。本实施例中的波束宽度指的是水平波束宽度不同。天线增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。本实施例中的采用的两副天线分别为宽波束低增益天线和窄波束高增益天线。
[0019]在本实施例中，无人机发出的通信信号，被宽波束天线I以及窄波束天线2接收，两天线接收到的信号分别进入与各自端口连接的无线信号接收机3，无线信号接收机3将所接收信号变换为可检测的信号，并传送给接收信号强度检测单元4，接收信号强度检测单元4有两个信号入口，分别与两个无线信号接收机3相连，检测结果发送给切换控制单元6，切换控制单元6经处理判断生成切换控制指令，并将指令下达给天线切换单元5。
[0020]在本实施例中，天线对空间不同方向具有不同的辐射或接受能力，衡量天线方向性通常使用方向图，在水平方向上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。这就是天线的方向性，本实施例中的宽波束天线I和窄波束天线2采用定向天线，并且宽波束天线I和窄波束天线2的朝向相同。
[0021 ]在本实施例中，还包括用于对通信信号处理的处理电路8，切换控制指令下达给天线切换单元5，使得天线切换单元5将当前质量更优的无人机通信信号送出，交给处理电路8，进行信号处理，本领域技术人员可以通过现有技术中的多种方式的电路实现上述信号处理的功能，在此不再赘述。
[0022]在本实施例中，切换控制单元6采用自动增益控制(automatic gain control;简称AGC)电路，利用AGC电路的检波技术对接收信号强度的判断，自动增益控制是使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法，是一种非常成熟、简单的控制方式。
[0023]在本实施例中，所述天线组的数量为两个，所述两个天线组的天线朝向互为反向。如图2所示，相邻的两个地面通信装置:装置I和装置Π，共同完成一个条形区域的无线覆盖，每个地面通信装置，对左右两个方向，均配置两副天线:一副宽波束低增益天线和一副窄波束高增益天线，在无人机7处于装置I右侧高增益天线有效覆盖区域时，则选择装置I右侧高增益天线进行信息传送;随着无人机向装置Π方向运动，逐渐远离装置I，而接近装置Π，使得装置I右侧高增益天线失效，而装置π左侧高增益天线生效，则选择装置π左侧高增益天线进行信息传送;无人机7进一步向装置Π靠近，装置Π左侧高增益天线覆盖区域变窄，以致不能对无人机7构成覆盖，而装置Π左侧低增益天线覆盖生效，则选择装置Π左侧低增益天线进行信息传送;如此保证无人机7在整个巡检区间可持续保持向地面进行高速信息传送。
[0024]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种输电线架设区域无人机通信装置，其特征在于:包括天线组、无线信号接收机、接收信号强度检测单元、用于发出切换控制指令的切换控制单元和用于执行切换控制指令的天线切换单元;所述天线组包括至少两副天线； 所述天线的信号输出端分别与无线信号接收机的输入端连接，所述无线信号接收机的输出端与接收信号强度检测单元的输入端连接，所述接收信号强度检测单元的输出端与切换控制单元的输入端连接，所述切换控制单元的输出端与天线切换单元的输入端连接。2.根据权利要求1所述输电线架设区域无人机通信装置，其特征在于:所述天线组包括两副波束宽度不同的天线。3.根据权利要求2所述输电线架设区域无人机通信装置，其特征在于:所述天线为定向天线。4.根据权利要求3所述输电线架设区域无人机通信装置，其特征在于:所述两副波束宽度不同的天线的朝向相同。5.根据权利要求3所述输电线架设区域无人机通信装置，其特征在于:所述天线组的数量为两个，所述两个天线组的天线朝向互为反向。6.根据权利要求1-5任一权利要求所述输电线架设区域无人机通信装置，其特征在于:还包括用于对通信信号处理的处理电路。7.根据权利要求1所述输电线架设区域无人机通信装置，其特征在于:所述切换控制单元为自动增益控制电路。
【专利摘要】本实用新型提供的一种输电线架设区域无人机通信装置，包括天线组、无线信号接收机、接收信号强度检测单元、用于发出切换控制指令的切换控制单元和用于执行切换控制指令的天线切换单元；所述天线组包括至少两副天线；本实用新型利用一副宽波束低增益天线与一副窄波束高增益天线相互配合，完成大跨度的条形区域无线覆盖，部署密度大幅度降低；同时，本实用新型不存在机械转动机构，故障率大大降低，且整个通信系统采用连续传输技术，切换技术大大简化，且设备简单、传输稳定可靠。
【IPC分类】H04B1/3827
【公开号】CN205265673
【申请号】CN201520829451
【发明人】吴维农, 刘孝先, 唐夲, 袁野, 戴诚, 杜海波, 付泉泳, 毕贵银, 张义强
【申请人】国家电网公司, 国网重庆市电力公司信息通信分公司, 国网重庆市电力公司长寿供电分公司, 重庆亚东亚集团软件有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年10月23日