[發明專利]一種無人機地面轉臺

在審

• 申請號: 202010104255.8
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111293416A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 馬云峰;王利光;雷勇
• 申請（專利權）人: 成都縱橫自動化技術股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/50
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 熊曦

本發明公開了一種無人機地面轉臺，所述轉臺包括：定向天線、轉臺移動端、旋轉軸、轉臺固定端和接收機；定向天線安裝在轉臺移動端，旋轉軸上下兩端分別與轉臺移動端和轉臺固定端連接，定向天線與接收機連接，接收機將處理之后的數字信號通過電氣滑環傳輸到轉臺固定端；解決了使用射頻滑環造成的通信距離縮短的問題，提升了轉臺無線鏈路的最大通信距離，并降低了轉臺成本。

技術領域

本發明涉及無人機通信領域，具體地，涉及一種無人機地面轉臺。

背景技術

近年來，無人機的生產和應用在國內外得到了蓬勃發展，無人機在各個領域的應用越來越廣泛，例如測繪、監控、農業植保、交通巡檢等。

無人機系統通常包括無人機、地面基站和控制終端。地面基站作為無人機系統的核心，通常架設在無人機起飛點附近，其作用是通過無線鏈路(無線通信電臺)與無人機通信，將接收到的數據經過處理發給控制終端；基站同時也接收控制終端的數據，處理之后通過無線鏈路發給無人機。無線數據鏈路作為基站的核心組件，其最大通信距離決定了無人機的最大飛行半徑(距離起飛點的直線距離)。天線作為無線數據鏈路的重要組件，其性能決定了鏈路最大通信距離。

目前有很多應用，例如監控和巡檢等，要求無人機具有大的飛行半徑(例如大于50公里)，普通的無線鏈路使用全向天線無法滿足需求，因此，為了提高通信距離，必須使用定向天線(例如平板天線、扇區天線等)，而且需要配合轉臺一起使用。轉臺的作用是使天線的法向始終指向無人機。

請參考圖1，圖1為現有技術中的轉臺，轉臺的結構包括固定端、移動端和轉軸。轉臺可以帶動天線在水平方向360度旋轉，同時可以調整俯仰角度。

現有方案將天線安裝在轉臺的移動端，接收機安裝在轉臺的固定端。轉臺移動端和固定端之間的旋轉軸內部安裝射頻滑環，滑環的作用是將移動端的信號傳輸到固定端。天線與滑環、滑環與接收機之間使用饋線連接。

現有技術方案的特點是結構簡單，除了滑環之外，鏈路系統沒有增加額外的零部件。

本申請發明人在實現本申請發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：

由于接收天線產生的模擬電信號通常很微弱，而滑環由于接觸電阻的存在，對信號有一定程度的衰減。因此，使用射頻滑環之后，必然會縮短無線鏈路的最大通信距離。

發明內容

本發明目的為解決現有的轉臺縮短無線鏈路的最大通信距離的技術問題。

為實現上述發明目的，本發明提供了一種無人機地面轉臺，所述轉臺包括：

定向天線、轉臺移動端、旋轉軸、轉臺固定端和接收機；定向天線安裝在轉臺移動端，旋轉軸上下兩端分別與轉臺移動端和轉臺固定端連接，定向天線與接收機連接，接收機將處理之后的數字信號通過電氣滑環傳輸到轉臺固定端。

其中，本發明的原理為：本發明使用電氣滑環替代射頻滑環，將無線鏈路的接收機安裝到轉臺的移動端，天線直接通過饋線與接收機連接，使得天線與饋線之間的饋線距離大大縮短，最大程度減少信號衰減，從而保證無線鏈路的具備更大的通信距離。接收機將處理之后的數字信號通過電氣滑環傳輸到轉臺固定端，從而解決了使用射頻滑環造成的通信距離縮短的問題。由于射頻滑環的價格通常比電氣滑環貴得多，使用本發明方案還可以降低系統的總成本。

使用電氣滑環替代射頻滑環的具有如下技術效果：射頻滑環存在插入損耗，典型值為0.3～1dB，這就意味著使用滑環之后，接收天線的產生的電信號強度會產生大約10％～25％的損耗，信噪比會下降，因此，使用射頻滑環之后，通信鏈路的最大通信距離必然會縮短。不使用射頻滑環以后，天線通過饋線直接與接收機相連，饋線長度縮短，可以提升信噪比，能夠保證鏈路的最大通信距離。

優選的，所述電氣滑環為碳刷滑環。

優選的，所述電氣滑環為水銀滑環。