[發(fā)明專利]基于光纖拉遠(yuǎn)的系留式無人機(jī)應(yīng)急通信系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910091966.3
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109936405B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉振華;池凌鴻;黃路;王篤文
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥學(xué)院;中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B10/25;H04W4/90;B65H75/40;B65H75/44;F16M7/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.基于光纖拉遠(yuǎn)的系留式無人機(jī)應(yīng)急通信系統(tǒng)，其特征在于，包括基帶處理單元、地面設(shè)備與無人機(jī)；

所述地面設(shè)備與基帶處理單元無線連接，所述地面設(shè)備與無人機(jī)通過光纜連接，所述光纜纏繞在光纜收卷在收放裝置上；

所述基帶處理單元內(nèi)部設(shè)置有LTE單元，所述基帶處理單元用于處理通訊信號，所述LTE單元用于發(fā)送通訊信號；

所述地面設(shè)備由FPGA模塊與控制設(shè)備組成，所述FPGA模塊用于處理數(shù)據(jù)，所述控制設(shè)備用于對無人機(jī)進(jìn)行控制；

所述無人機(jī)內(nèi)部設(shè)置有信號放大裝置，所述信號放大裝置用于將LTE單元發(fā)送的通訊信號進(jìn)行放大傳播；

所述基帶處理單元用于完成用戶信號和信息處理、接入交互的數(shù)字收發(fā)工作，對于上傳鏈路，其接收所述地面設(shè)備發(fā)送的模擬電信號，將模擬電信號進(jìn)行數(shù)字化處理，實(shí)現(xiàn)信號的解調(diào)、解析，對于下行鏈路，其完成信號的編碼、調(diào)制，并將數(shù)字信號送入光纖，所述地面設(shè)備完成電信號到光信號的轉(zhuǎn)換過程，具體包括變頻、放大、濾波、光電變換部分，所述無人機(jī)會完成信號的放大和發(fā)射；

所述無人機(jī)還會接收手機(jī)終端發(fā)射的上行信號，針對手機(jī)終端發(fā)射的上行信號，所述無人機(jī)接收信號時，通過天線接收信號，經(jīng)信號放大模塊放大、濾波、二次放大之后進(jìn)入微波/光轉(zhuǎn)換模塊，通過微波/光轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成光信號，經(jīng)光纜傳至地面進(jìn)行信號處理，地面設(shè)備通過光纖接收和光/微波轉(zhuǎn)換模塊取出信號，再經(jīng)濾波、變頻、濾波、放大將信號變至中頻，經(jīng)采樣實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，經(jīng)過數(shù)字化的信號送至基帶模塊完成信號的解調(diào)，取出信息；

所述LTE單元發(fā)送的通訊信號類型包括3G信號、4G信號和WIFI信號；

所述光纜的一端與無人機(jī)連接，且光纜的另一端與地面設(shè)備連接；

系統(tǒng)還包括收放裝置，所述收放裝置包括裝置主體（1），所述裝置主體（1）的內(nèi)部設(shè)置有收線筒（2），且裝置主體（1）的一側(cè)外表面固定安裝有電機(jī)箱（3），所述裝置主體（1）的外表面設(shè)置有腳輪（4），且裝置主體（1）的下端外表面靠近一側(cè)的位置焊接有支撐腳柱（5），所述裝置主體（1）的一側(cè)外表面靠近上端的位置焊接有卡套（6），且卡套（6）的內(nèi)部插接有拉桿（7），所述收線筒（2）的外部套接有繞線輥（8），且繞線輥（8）的外表面設(shè)置有光纜線（9），所述電機(jī)箱（3）的內(nèi)部設(shè)置有制動電機(jī)（10），且制動電機(jī)（10）的內(nèi)部貫穿有制動軸（11），所述制動軸（11）的一端與收線筒（2）固定連接，所述電機(jī)箱（3）的下端外表面固定安裝有接線管（301）；

所述收線筒（2）由外線筒（201）與內(nèi)線筒（202）組成，所述內(nèi)線筒（202）插接在外線筒（201）的內(nèi)部，所述內(nèi)線筒（202）的一側(cè)外表面焊接有第一擋板（203），所述外線筒（201）的一側(cè)外表面焊接有第二擋板（204），且外線筒（201）的外表面開有限位孔（205），且限位孔（205）的內(nèi)部插接有限位銷（206）；

所述外線筒（201）的外表面四周開設(shè)有卡槽（207），所述繞線輥（8）的內(nèi)表面焊接有限位塊（801），且限位塊（801）插接在卡槽（207）的內(nèi)部，所述卡槽（207）與限位塊（801）的數(shù)量至少為六個；

所述支撐腳柱（5）的內(nèi)部設(shè)置有螺紋孔（501），且螺紋孔（501）的內(nèi)部螺紋連接有旋柱（502），所述旋柱（502）的下端焊接有尖狀頭（503），且尖狀頭（503）的橫截面成三角形；

相鄰兩個所述拉桿（7）之間的位置設(shè)置有把手（701），且拉桿（7）的下端焊接有卡塊（702），所述把手（701）的外表面膠接有防滑套，所述卡塊（702）的橫截面積比卡套（6）的橫截面積大；

工作人員將地面設(shè)備與基帶處理模塊連接好后，即開始架設(shè)無人機(jī)平臺，通過把手（701）拉動拉桿（7）拉出，再配合腳輪（4）將收放裝置移動到相應(yīng)的位置上，再根據(jù)安裝位置的地面平整狀況旋轉(zhuǎn)支撐腳柱（5）上的螺紋孔（501）中旋柱（502）將該裝置調(diào)整至一個穩(wěn)定的狀態(tài)，旋柱（502）上的尖狀頭（503）會插入到地面中來防止裝置在使用過程中發(fā)生移動，先將限位銷（206）從限位孔（205）中拔出，通過第一擋板（203）將內(nèi)線筒（202）從外線筒（201）中取出，將內(nèi)線筒（202）取出后將纏繞著光纜線（9）的繞線輥（8）套接到外線筒（201）上，繞線輥（8）上的限位塊（801） 會卡入到外線筒（201）上的卡槽（207）中，收線筒（2）由外線筒（201）與內(nèi)線筒（202）組成，讓使用者能夠方便的在繞線輥（8）上的光纜線（9）損壞時將繞線輥（8）從收線筒（2） 上取下，將繞線輥（8）安裝好后，將光纜線（9）的一端與地面設(shè)備連接，再將光纜線（9）的另一端與無人機(jī)連接，將光纜線（9）連接好后，使用者可以通過地面設(shè)備的控制終端控制電機(jī)箱（3）中的制動電機(jī)（10），制動電機(jī)（10）會通過制動軸（11）帶動收線筒（2）旋轉(zhuǎn)，來進(jìn)行放線，無人機(jī)起飛到一定位置后，系統(tǒng)即架設(shè)完畢，其中無人機(jī)上的設(shè)備由天線、模擬射頻通道、光電轉(zhuǎn)換模塊組成，實(shí)現(xiàn)射頻信號的收發(fā)；地面設(shè)備由光電轉(zhuǎn)換和變頻通道組成，實(shí)現(xiàn)機(jī)載射頻信號的收發(fā)、變頻和采集；基帶模塊實(shí)現(xiàn)信號和調(diào)制和解調(diào)，系統(tǒng)采用電動多旋翼無人機(jī)平臺，利用系留纜繩提供平臺供電和測控，可長期駐留空中。