[发明专利]一种无人机伺服跟踪系统及其跟踪方法

权利要求书

1.一种无人机伺服跟踪系统，设置在控制站台上，其特征在于：包括天线单元、自动跟踪单元、数字引导指向跟踪单元、天线控制单元、天线调节单元及信号反馈单元；

所述天线单元包括天线基台及设置在天线基台上的天线；

所述自动跟踪单元包括设置在天线基台上并依次连接的天线馈源、低噪声放大器组件、单通道调制器及跟踪接收机；

所述天线馈源的输入信号为无人机的输出信号，天线馈源的输出信号为和信号fr(Σ)及差信号fr(Δ)；低噪声放大器组件包括用于和信号fr(Σ)及差信号fr(Δ)放大的和信号低噪声放大器和差信号低噪声放大器；低噪声放大器组件的输出信号输出给单通道调制器，单通道调制器的输出信号输出给跟踪接收机，跟踪接收机的输出信号输出给天线控制单元；所述跟踪接收机的输出信号为方位误差信号ΔA_r、俯仰误差信号ΔE_r及和信号Σ；

所述数字引导指向跟踪单元用于获取无人机和控制站台的位置参数，并将位置参数信息输出给天线控制单元；

所述信号反馈单元包括旋转变压器组件和旋变数字转换器组件，旋转变压器组件与天线相接，用于获取天线的方位转轴信息和俯仰转轴信息并传输给旋变数字转换器组件，经过旋变数字转换器组件转换成方位角数字信息和俯仰角数字信息传输给天线控制单元；

所述天线控制单元包括ACU及与ACU连接的跟踪转换器，ACU用于将数字引导指向跟踪单元输出的位置参数，跟踪接收机输出的方位误差信号ΔA_r、俯仰误差信号ΔE_r及和信号Σ，以及信号反馈单元输出的方位角数字信息和俯仰角数字信息进行处理，并传输给跟踪转换器；

所述天线调节单元与跟踪转换器相接，用于根据跟踪转换器的输出信号对天线进行调节。

2.根据权利要求1所述的无人机伺服跟踪系统，其特征在于：

所述天线调节单元包括方位角调节组件和俯仰角调节组件；方位角调节组件包括用于方位角调节的驱动放大器A、电机A及减速器A；俯仰角调节组件包括用于俯仰角调节的驱动放大器E、电机E及减速器E；所述驱动放大器A和驱动放大器E均与跟踪转换器相接，减速器A和减速器E均与天线相接；

所述天线上设置有方位角调节限位装置和俯仰角调节限位装置，用于与方位角调节组件、俯仰角调节组件配合实现天线的调节。

3.根据权利要求2所述的无人机伺服跟踪系统，其特征在于：

所述天线的方位角调节范围为0°～350°，俯仰角调节范围为0°～88°；

天线的方位角调节角速度最大为71.4°/S，天线的俯仰角调节角速度最大为112.5°/S。

4.根据权利要求1-3任一所述的无人机伺服跟踪系统，其特征在于：

所述数字引导指向跟踪单元包括电子罗盘、陀螺、GPS接收机及数传电台；

所述电子罗盘用于获取控制站台的航向，陀螺用于获取控制站台的俯仰角和横滚角；GPS接收机用于获取控制站台的经纬度数据和高度数据；数传电台用于获取无人机的经纬度数据和高度数据。

5.根据权利要求4所述的无人机伺服跟踪系统，其特征在于：

还包括手动控制系统和显示监控界面；

手动控制系统与ACU相接，用于手动控制天线的转动方向和角速度；

显示监控界面用于实时显示天线的方位角、俯仰角及跟踪模式。