[發明專利]天線組件、無人機及無人機定位方法

在審

• 申請號: 202111545240.6
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114156640A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 徐佳迪
• 申請（專利權）人: 歌爾科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/28;H01Q5/25;H01Q25/00;B64C1/00
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 周容

本發明公開了一種天線組件，天線組件包括第一天線輻射體和第二天線輻射體，第一天線輻射體和第二天線輻射體設置于電子設備上，第一天線輻射體和第二天線輻射體配置為可接收設定頻段的目標電磁波信號，并基于目標電磁波信號到達第一天線輻射體和第二天線輻射體的相位差獲得目標電磁波信號到達第一天線輻射體和第二天線輻射體的距離差以定位電子設備。還公開一種無人機以及一種無人機定位方法。本發明基于結構設計布局合理且具有最佳天線性能的UWB天線解決方案實現定位，定位精度高，實用性好。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，尤其涉及一種天線組件、無人機及無人機定位方法。

背景技術

無人機定位通常采用GPS定位技術，在GPS信號較弱的環境，也采用超聲波定位、同步定位與建圖(Simultaneous Localization and Mapping)、視覺跟蹤或動作捕捉系統實現定位。

近年來，UWB(Ultra Wideband)定位技術逐漸發展成熟。UWB是一種無載波通信技術，利用納秒至微微秒級的非正弦窄脈沖傳輸數據，脈沖時間間隔極短(小于1ns)。有人稱它為無線電領域的一次革命性進展，認為它將成為未來短距離無線通信的主流技術。總的來說，UWB在早期被用來應用在近距離高速數據傳輸，近年來逐漸開始利用其亞納秒級超窄脈沖來做近距離精確室內定位。UWB能在10米左右的范圍內實現數百Mbit/s至數Gbit/s的數據傳輸速率。抗干擾性能強，傳輸速率高，系統容量大，發送功率非常小。由于UWB系統發射功率非常小，通信設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長系統電源工作時間。而且，發射功率小，其電磁波輻射對人體的影響小，應用面廣。隨著無人機定位的要求不斷提高，如何為無人機設計符合UWB定位技術的天線組件，成為需要解決的技術問題。

本背景技術所公開的上述信息僅僅用于增加對本申請背景技術的理解，因此，其可能包括不構成本領域普通技術人員已知的現有技術。

發明內容

本發明旨在為無人機設計符合UWB定位技術的天線組件，以滿足不斷提高的無人機定位要求。

為實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案予以實現：

本發明的第一個方面提供一種天線組件，天線組件包括第一天線輻射體和第二天線輻射體，第一天線輻射體和第二天線輻射體設置于電子設備上，第一天線輻射體和第二天線輻射體配置為可接收設定頻段的目標電磁波信號，并基于目標電磁波信號到達第一天線輻射體和第二天線輻射體的相位差獲得目標電磁波信號到達第一天線輻射體和第二天線輻射體的距離差以定位電子設備。

本發明的第二個方面提供一種無人機，包括第一天線輻射體和第二天線輻射體，第一天線輻射體和第二天線輻射體設置于無人機殼體中，第一天線輻射體和第二天線輻射體配置為可接收設定頻段的目標電磁波信號，并基于目標電磁波信號到達第一天線輻射體和第二天線輻射體的相位差獲得目標電磁波信號到達第一天線輻射體和第二天線輻射體的距離差以實現定位。

本發明的第三個方面提供一種無人機定位方法，包括以下步驟：

獲取設置于無人機上的第一天線輻射體和第二天線輻射體的相位中心間距d，相位中心間距d根據第一天線輻射體和第二天線輻射體所接收的目標電磁波信號的波長λ確定，目標電磁波信號具有設定頻段；

獲取第一天線輻射體和第二天線輻射體的其中之一與基站之間的實際距離r，其中基站配置為發出目標電磁波信號；

基于目標電磁波信號到達第一天線輻射體和第二天線輻射體的相位差PDoA獲取目標電磁波信號到達第一天線輻射體和第二天線輻射體的距離差p,

計算目標電磁波信號到達第一天線輻射體或第二天線輻射體的相位角；

在目標坐標系中定位設置有第一天線輻射體和第二天線輻射體的無人機。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：