[发明专利]基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置及与无人机通信的方法

说明书

基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置及与无人机通信的方法，属于通信领域。解决了高压输电线路架设区域地面通信装置使用全向天线时，由于天线增益低，造成巡检无人机的通信距离受限的问题。本发明的低增益宽波束天线和高增益窄波束天线分别于一号无线通信接收机和二号无线通信接收机相连，一号无线通信接收机的信号输出端和二号无线通信接收机的信号输出端均同时连接信号强度检测单元的信号输入端和天线切换单元的信号输入端，切换控制电路的控制信号输出端连接天线切换单元切换控制信号输入端，低增益宽波束天线和高增益窄波束天线均用于与高压输电线架设区域内的无人机进行通信。用于高压输电线架设区域内装置与无人通信使用。

技术领域

本发明属于通信领域。

背景技术

高压输电线路架设区域是一个条形地带，然而整个线路也不是直线；无人机巡检需回传的信息是超高清晰照片，要求无线传输带宽很高，因此在地面通信装置使用全向天线时，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。

发明内容

本发明是为了解决高压输电线路架设区域地面通信装置使用全向天线时，由于天线增益低，造成巡检无人机的通信距离受限的问题，提出了基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置及与无人机通信的方法。

本发明所述的基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置，它包括低增益宽波束天线、高增益窄波束天线、一号无线通信接收机、二号无线通信接收机、信号强度检测单元、天线切换单元和切换控制电路；

低增益宽波束天线的信号输出端连接一号无线通信接收机的无线信号输入端，高增益窄波束天线的信号输出端连接二号无线通信接收机的无线信号输入端，一号无线通信接收机的信号输出端同时连接信号强度检测单元的信号输入端和天线切换单元的信号输入端，二号无线通信接收机的信号输出端同时连接信号强度检测单元的信号输入端和天线切换单元的信号输入端，信号强度检测单元的信号输出端连接切换控制电路的信号输入端，切换控制电路的控制信号输出端连接天线切换单元切换控制信号输入端，天线切换单元的信号输出端连接高压输电线架设区域内的通信处理电路，低增益宽波束天线和高增益窄波束天线均用于与高压输电线架设区域内的无人机进行通信。

采用上述基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置与无人机通信的方法，该方法的具体过程为：

步骤一、采用低增益宽波束天线和高增益窄波束天线同时与高压输电线架设区域无人机进行通信；

步骤二、低增益宽波束天线和高增益窄波束天线的通信信息分别经过一号无线通信接收机和二号无线通信接收机同时发送至信号强度检测单元和天线切换单元；

步骤三、信号强度检测单元将所检测的低增益宽波束天线和高增益窄波束天线信号强度信息同时发送至切换控制电路，切换控制电路对接收到的低增益宽波束天线和高增益窄波束天线信号强度信息进行比较，当低增益宽波束天线接收到的信号强度大于高增益窄波束天线接收到的信号强度时，执行步骤三一，当高增益窄波束天线接收到的信号强度大于低增益宽波束天线接收到的信号强度时，执行步骤三二；

步骤三一、切换控制电路向天线切换单元发送选择低增益宽波束天线接收的信号发送至高压输电线架设区域内的通信处理电路；实现一次基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置与无人机的通信；

步骤三一、切换控制电路向天线切换单元发送选择高增益窄波束天线接收的信号发送至高压输电线架设区域内的通信处理电路；实现基于波束切换的高压输电线架设区域无人机通信装置与无人机的通信。