[发明专利]一种无人机的天线辐射方向调节器

权利要求书

1.一种无人机的天线辐射方向调节器，包括一个可控马达，马达连接定向天线，还包括信号强度检测电路、信号比较电路，马达控制器；信号强度检测电路检测定向天线实时接收的遥控器信号的强度，信号比较电路比较所接收的遥控器信号的强度与预设的信号强度阈值，如果遥控器信号的强度低于所述阈值，则由马达控制器控制马达转动定向天线，调节该定向天线的有效波束角的方向，直至接收信号强度回复到所述阈值以上；

其中，所述的马达控制器对用于输出转向操作的无人机的马达进行控制，对连接至转向轴的转向构件的通过施加转向扭矩以及施加所述转向扭矩而进行的转向操作进行控制，包括：转向属性计算器，所述转向属性计算器计算作为转向状态的指标的转向状态量，其中，作用属性指标指被施加至所述转向轴的转向扭矩的施加方向，旋转属性旋转指所述转向轴的旋转方向；补偿值计算器，基于所述转向状态来计算指令补偿值；指令值计算器，通过使用指令补偿值来计算与所述马达的驱动有关的转换值，转换值是通过使用函数或映射对表示所述转向轴的运动状态的物理量进行转换而计算出的转换值。

2.根据权利要求1所述的天线辐射方向调节器，其特征在于，所述定向天线包括介质基板，所述介质基板上嵌入矩形贴片单元，辐射由矩形贴片单元的开路端的边缘场产生，矩形贴片单元上进行了缺口添加，缺口选取100Ω微带线宽度的5倍，天线的贴片选择并行馈电结构；馈源处选择50Ω的输入阻抗；而矩形贴片单元馈电处的边缘阻抗在100Ω到400Ω之间，定向天线的矩形贴片单元与微带线之间加入一段四分之一波长阻抗变换器；矩形贴片单元间距为0.6-0.8个工作波长；矩形贴片单元和介质基板的底面添加理想导体边界PEC，工作中心频率设置为10GHz，扫频范围为9.5-10.5GHz。

3.根据权利要求1所述的天线辐射方向调节器，其特征在于，所述的信号强度检测电路由限制幅度放大器电路相互级联，每级限制幅度放大器电路的输出端连接一个包络检测单元，所有的包络检测单元连接到信号输出端，信号输出端输出表示遥控器信号强度的电压信号；并且所述信号输出端连接并联电容电阻结构，并联电容电阻结构接地。

4.根据权利要求3所述的天线辐射方向调节器，其特征在于，所述的限制幅度放大器电路包括激励信号产生模块，激励信号产生模块的相位累加器在参考时钟源和外部输入频率控制字的控制下计算出相位信息，然后根据相位信息在ROM中进行查找，产生数字信号序列，数字信号序列通过转换器转换成模拟电压信号，合成特定频率的正弦波，用于对遥控器信号进行激励放大。

5.根据权利要求3所述的天线辐射方向调节器，其特征在于，所述的限制幅度放大器的模拟通路模块由程控放大器与低通滤波器串联构成，对遥控器信号做噪声的初步滤除。

6.根据权利要求1所述的天线辐射方向调节器，其特征在于，所述的信号比较电路内设置有存储电压模块、误码率检测单元、电压保留单元、比较结果确认单元；误码率检测单元确认已有的检测误码率；存储电压模块用于根据预设的信号强度阈值产生比较电压；电压保留单元，根据误码率计算比较电压保留时间；比较结果确认单元，用于比较信号强度检测单元输出的电压信号与比较电压的大小。

7.根据权利要求1所述的天线辐射方向调节器，其特征在于，所述的马达控制器还包括马达驱动保护电路，具体包括电源、单片机、驱动芯片、驱动桥、升压芯片、电源保护开关电路以及相保护开关电路，所述的电源保护开关电路分别与电源、驱动桥和升压芯片连接，所述的升压芯片与单片机、电源保护开关电路和相保护电路连接，所述的单片机与升压芯片、驱动芯片和驱动桥连接，所述的驱动芯片与单片机和驱动桥连接，所述的驱动桥分别与电源保护开关电路、驱动芯片和相保护开关电路连接；所述的电源保护开关电路由输入、输出和控制部分组成，所述的输入部分连接电源，输出部分连接驱动桥，控制部分连接升压芯片。

8.根据权利要求7所述的天线辐射方向调节器，其特征在于，所述的电源电路为5路输出；主电路采用单端反激式变换电路，220V交流输入电压经桥式整流、电容滤波变为直流后，供给电源、驱动桥和升压芯片，采用功率MOSFET作为功率开关管，在电源的变压器原边设置RCD缓冲电路。