[發明專利]具有共形天線的撲翼裝置及其野外目標搜尋方法

在審

• 申請號: 202211599269.7
• 申請日: 2022-12-12
• 公開（公告）號: CN115863962A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 王帥;吳其恒;宋世權;辛金輝;曾紅磊
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: H01Q1/28
• 分類號: H01Q1/28;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q19/10;H01Q3/02
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 韓燕

1.一種具有共形天線的撲翼裝置，其特征在于：其包括撲翼蒙皮、蒙皮固定機架、共形天線振子與共形寄生貼片、天線反射器與引向器；

撲翼蒙皮設置于蒙皮固定機架上，包括內撲翼蒙皮和外撲翼蒙皮；

撲翼固定機架包括內機架、外機架以及驅動搖桿，外機架與內機架通過樞軸鉸接在一起，驅動搖桿的第一端轉動連接于外機架的R副，驅動搖桿的第二端連接曲柄，驅動搖桿上設有滑槽，內機架設置有滑桿，滑桿滑動連接于滑槽內；

其中內機架還包括內撲翼蒙皮的固定結構，外機架還包括外撲翼蒙皮的固定結構；

共形天線振子與共形寄生貼片均印刷于所述內撲翼蒙皮的下表面，且所述共形寄生貼片設置在共形天線振子的兩端；

共形天線反射器印刷于所述內撲翼蒙皮的下表面，共形天線引向器印刷于所述外撲翼蒙皮的上表面；

所述共形天線引向器包括n個平行設置的共形金屬帶組，n為大于3的整數，兩個相鄰的共形金屬帶組之間的距離為L₁＝k₁λ、L₂＝k₂λ、L₃＝k₃λ，其中k₁、k₂、k₃∈(0.4，0.5)，λ為共形天線振子的工作波長，其具體值按照實際設計時的仿真結果確定，每個共形金屬帶組包括兩條共線的共形金屬帶，且n個共形金屬帶組中的共形金屬帶之間的距離表達式為θ為n個金屬帶組組合后所呈現的“V”型夾角角度，L_n為L₁、L₂、L₃,i為1,2,3。

2.根據權利要求1所述的具有共形天線的撲翼裝置，其特征在于：

所述共形天線反射器的長度長于所述共形天線振子。

3.根據權利要求2所述的具有共形天線的撲翼裝置，其特征在于：

所述共形天線振子采用蝶形折合振子結構，其長度在40-60mm之間。

4.根據權利要求3所述的具有共形天線的撲翼裝置，其特征在于：

所述共形金屬帶組包括4個等長共形金屬帶組，且4個共形金屬帶組中的兩條等長金屬帶的間距隨著離所述共形天線振子的距離增長而等比增加。

5.根據權利要求3所述的具有共形天線的撲翼裝置，其特征在于：

所述外機架與所述內機架均由彈性軟泡沫材料制成。

6.根據權利要求2所述的具有共形天線的撲翼裝置，其特征在于：

所述撲翼蒙皮由碳纖維及液晶合成材料制成。

7.一種根據權利要求1至6之一所述具有共形天線的撲翼裝置的野外目標搜尋方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、以飛行器的起始位置所在豎直軸為Z軸，以海平面為XOY平面建立空間直角坐標系，將此直角坐標系帶入預設好的地區地圖；

S2、根據衛星定位系統，在所建立的直角坐標系中確定飛行器的位置坐標(x,y,z)，并在飛行中實時更新此位置；

S3、確定飛行器的最大搜索距離為d；

S4、在平坦地形時，為平衡搜索范圍與搜索精度的關系，此飛行器飛行時距地面高應小于d/2，采用在平面內以直線飛行進行搜索，考慮搜索覆蓋區域的完整性，飛行器兩次直線飛行的軌跡平行且直線之間距離D₁應滿足在復雜的山地地形時，假設山峰高度為h，若/n∈N，(n+2)等分山峰高度h，飛行器在每等分高度處沿山峰輪廓距山峰一定距離D₂進行繞飛，D₂滿足條件D₂d/2；

S5、獲得搜尋目標發出的無線信號，共形天線與撲翼蒙皮共形，撲翼蒙皮固定在內外機架上，在飛行器按照既定飛行軌跡飛行時，撲翼扇動進行一定角度的來回擺動，帶動共形天線的方向圖進行來回擺動，實現機械式的波束掃描，利用融合波束掃描的飛行軌跡規劃搜索搜尋目標發出的信號；

S6、對搜集到的信號進行分析，確定幾個具有較高可能性的預期目標位置；

S7、針對每一個預期目標位置的一定范圍區域進行繞飛檢測以確定信號來源，得到準確的目標位置信息，對比各預期位置的信號強度RSSI以及信號穩定性，確定被搜索目標的準確點位；若準確點位有誤，則返回到步驟S5,重新獲得無線信號，并繼續執行以下步驟，直到獲得搜索目標的準確點位。