本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種天線控制方法、控制系統(tǒng)及智能設(shè)備。

背景技術(shù)：

無人駕駛飛行器簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“uav”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。天線在無人機(jī)收發(fā)信機(jī)中占有重要地位。其性能,尤其是方向性和效率直接影響著通信距離和發(fā)射機(jī)的安全。根據(jù)無人機(jī)飛行特點(diǎn),對于無伺服的通信天線,其方向圖在水平面上應(yīng)具有全向性。受無人機(jī)載荷的限制,機(jī)載天線的尺寸要小,重量要輕,同時(shí)要考慮外形對無人機(jī)飛行性能的影響。無人機(jī)天線可采用全向天線和定向天線，全向天線(omnidirectionalantenna)，即在水平方向圖上表現(xiàn)為360°都均勻輻射，也就是平常所說的無方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，一般情況下波瓣寬度越小，增益越大。定向天線(directionalantenna)是指在某一個(gè)或某幾個(gè)特定方向上發(fā)射及接收電磁波特別強(qiáng)，而在其他的方向上發(fā)射及接收電磁波則為零或極小的一種天線。采用定向發(fā)射天線的目的是增加輻射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天線的主要目的是增強(qiáng)信號強(qiáng)度增加抗干擾能力。

現(xiàn)有的無人機(jī)多采用的是定向天線，為了在水平面上具有全向性，多采用多根定向天線設(shè)置。每根天線覆蓋一定的角度，多根定性天線組合達(dá)到在水平面上的完全覆蓋，在垂直方向上覆蓋一定的距離。由于無人機(jī)的外形和無人機(jī)負(fù)載的影響，需要犧牲覆蓋距離達(dá)到多根天線同時(shí)工作在水平面上達(dá)到完全覆蓋。在無人機(jī)與基站或是遙控器之間進(jìn)行通訊數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，并不是所有的天線都起到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔茫侵挥幸徊糠值奶炀€在傳輸數(shù)據(jù)。這樣就造成了天線通訊資源的浪費(fèi)，而且，由于無人機(jī)的輸出功率有限，多根天線同時(shí)工作的時(shí)候輸出的能量會被平分，每根天線的輸出功率下降。多根天線的重量都會增加無人機(jī)自身的重量，同時(shí)降低無人機(jī)的負(fù)載重量，給無人機(jī)的小型化以及無人機(jī)的進(jìn)一步加大自身的負(fù)載重量造成了困難。在與基站或者遙控器進(jìn)行通訊的過程中，只有其中的幾根天線工作，為了水平面全方位的覆蓋，需要所有的天線都處于激活狀態(tài)，這樣會有一部分能量的浪費(fèi)，會降低無人機(jī)的續(xù)航能力，或者是需要更大的電池容量導(dǎo)致增加無人機(jī)的自重。

有鑒于此特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種天線控制方法及天線控制系統(tǒng)，使得天線能更好的被利用，同時(shí)保持在水平上的覆蓋，增加了覆蓋范圍半徑。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

一種多天線控制方法，其特征在于，應(yīng)用于智能設(shè)備，包括：

獲取智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并結(jié)合控制終端的數(shù)據(jù)信息，確定所述智能設(shè)備和控制終端的當(dāng)前位置連線或能量分布主方向與智能設(shè)備運(yùn)動(dòng)方向的夾角；

根據(jù)夾角，確定天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向；

若當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向非目標(biāo)方向，則切換到目標(biāo)方向。

進(jìn)一步的，所述控制終端的數(shù)據(jù)信息包括，控制終端的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)和/或天線數(shù)據(jù)；

進(jìn)一步的，所述智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括，智能設(shè)備的定位坐標(biāo)、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度和/或運(yùn)動(dòng)高度；

進(jìn)一步的，所述確定夾角包括，以所述智能設(shè)備當(dāng)前位置為極點(diǎn)、智能設(shè)備運(yùn)動(dòng)方向?yàn)闃O軸建立極坐標(biāo)系，在極坐標(biāo)系下計(jì)算所述夾角。

進(jìn)一步的，所述確定天線傳輸數(shù)據(jù)的方向包括，在極坐標(biāo)系下計(jì)算所述連線與極軸的夾角以確定天線傳輸數(shù)據(jù)的方向；或，在極坐標(biāo)系下判斷天線傳輸數(shù)據(jù)的能量分布主方向以確定天線傳輸數(shù)據(jù)的方向。

所述能量分布主方向是指不同方向上的各個(gè)天線接收信號強(qiáng)度大的那個(gè)天線對應(yīng)的方向。

進(jìn)一步的，所述目標(biāo)方向?yàn)橹悄茉O(shè)備指向控制終端的方向；

所述智能設(shè)備上的天線數(shù)量為多個(gè)；

所述切換到目標(biāo)方向包括，通過多天線切換開關(guān)啟動(dòng)目標(biāo)方向上的天線工作并關(guān)閉當(dāng)前工作天線。

在不改變目前智能設(shè)備天線單元數(shù)量的情況下，結(jié)合上述的天線裝置的控制方法，啟動(dòng)目標(biāo)方向上的天線工作并關(guān)閉當(dāng)前工作天線。

進(jìn)一步的，所述目標(biāo)方向?yàn)橹悄茉O(shè)備指向控制終端的方向；

所述智能設(shè)備上的天線數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)天線呈一定角度分布，且多個(gè)天線在切換過程中不間斷持續(xù)工作；

所述切換到目標(biāo)方向包括，通過移相切換開關(guān)切換多個(gè)天線收發(fā)的電磁波相位到目標(biāo)方向上。

本發(fā)明的一種多天線控制系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于智能設(shè)備，該系統(tǒng)包括：

獲取裝置，用于獲取智能設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；

數(shù)據(jù)處理裝置，用于根據(jù)獲取裝置獲取的智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并結(jié)合控制終端的信息，計(jì)算確定天線傳輸數(shù)據(jù)的方向；

切換裝置，用于根據(jù)計(jì)算得到的天線傳輸數(shù)據(jù)的方向，切換天線傳輸數(shù)據(jù)的方向。

進(jìn)一步的，所述切換裝置包括，多天線切換開關(guān)和/或移相切換開關(guān)；

所述多天線切換開關(guān)用于從當(dāng)前工作的天線切換到目標(biāo)天線工作，并關(guān)閉當(dāng)前天線工作；

所述移相切換開關(guān)用于通過電路板或者電路元件，調(diào)整兩個(gè)或多個(gè)天線收發(fā)電磁波的相位，以改變天線傳輸數(shù)據(jù)的方向，在切換過程中，兩個(gè)或多個(gè)天線持續(xù)不間斷工作。

進(jìn)一步的，所述智能設(shè)備包括飛行器、水上船只、水下船只或路上運(yùn)動(dòng)機(jī)械。

本發(fā)明提出一種智能設(shè)備，其特征在于：

所述智能設(shè)備包括天線、處理器、切換開關(guān)、參數(shù)獲取裝置；所述參數(shù)獲取裝置與處理器連接，所述天線通過切換開關(guān)與處理器連接；

所述參數(shù)獲取裝置，用于獲取智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；

所述處理器，用于根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算確定天線傳輸數(shù)據(jù)的方向，并做出天線控制指令；

所述切換開關(guān)，用于根據(jù)處理器的天線控制指令，切換控制天線的工作。

進(jìn)一步的，所述天線數(shù)量為多個(gè)；

所述切換開關(guān)包括多天線切換開關(guān)和/或移相切換開關(guān)；

其中，所述多天線切換開關(guān)用于從當(dāng)前工作的天線切換到目標(biāo)天線工作，并關(guān)閉當(dāng)前天線工作；

所述移相切換開關(guān)用于通過電路板或者電路元件，調(diào)整兩個(gè)或多個(gè)天線收發(fā)電磁波的相位，以改變天線傳輸數(shù)據(jù)的方向，在切換過程中，兩個(gè)或多個(gè)天線持續(xù)不間斷工作；

所述參數(shù)獲取裝置包括衛(wèi)星定位器、測高裝置、測速裝置、運(yùn)動(dòng)方向檢測器中的一種或多種。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。

1、通過判斷智能設(shè)備與基站或遙控器或移動(dòng)終端的位置關(guān)系，改變天線陣的輻射強(qiáng)度在空間的覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)了較少天線單元達(dá)到同樣通訊強(qiáng)度的效果，在減少智能設(shè)備所載天線單元的數(shù)量的情況下，完成覆蓋大致相同通訊數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Ч?。或者通過改變激活天線陣中特定天線單元，實(shí)現(xiàn)在智能設(shè)備輸出功率不變的情況下，單個(gè)進(jìn)行通訊動(dòng)作的天線單元的輸出功率最大化，進(jìn)而提升了進(jìn)行通訊動(dòng)作的天線單元即被激活的天線單元的通訊距離，在不增加天線單元數(shù)量和智能設(shè)備輸出功率的情況下，最大限度的利用了智能設(shè)備的輸出功率。

2、利用上述方法的智能設(shè)備天線控制系統(tǒng)，由于在不降低智能設(shè)備的通訊覆蓋的基礎(chǔ)上，減少了組成天線陣的天線單元的數(shù)量，從而降低了智能設(shè)備自身的重量，增加了智能設(shè)備的續(xù)航，同時(shí)在一定程度上增加了智能設(shè)備的載重，進(jìn)而減少了智能設(shè)備的制造成本。

3、利用上述方法的另一智能設(shè)備天線控制系統(tǒng)，在不增加無人機(jī)輸出功率的基礎(chǔ)上，對進(jìn)行通訊數(shù)據(jù)傳遞的被激活的某個(gè)天線單元輸出所有的能量，增大了該天線單元的輸出功率，從而增加了智能設(shè)備的通訊半徑。同時(shí)，對組成天線陣的天線單元進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整選擇，也在一定程度上增加了智能設(shè)備所載天線單元的使用壽命，進(jìn)而增加了智能設(shè)備的使用壽命。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

附圖說明

附圖作為本發(fā)明的一部分，用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的一種天線控制方法流程示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種無人機(jī)天線設(shè)置示意圖；

圖3是本發(fā)明的另一種無人機(jī)天線設(shè)置示意圖；

圖4是本發(fā)明的第三種無人機(jī)天線設(shè)置示意圖；

圖5是本發(fā)明的第四種無人機(jī)天線設(shè)置示意圖；

圖6是本發(fā)明的一種天線控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明的另一種天線控制方法流程示意圖；

圖8是本發(fā)明的一種智能設(shè)備的示意圖；

需要說明的是，這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構(gòu)思范圍，而是通過參考特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本發(fā)明的概念。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明方案應(yīng)用于智能設(shè)備，所述智能設(shè)備包括飛行器、水上船只、水下船只、路上運(yùn)動(dòng)機(jī)械；本實(shí)施例以無人機(jī)為例說明。

實(shí)施例一

如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種天線控制方法，具體實(shí)現(xiàn)方法包括：

s101:根據(jù)獲取的智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并結(jié)合控制終端的數(shù)據(jù)信息，確定所述智能設(shè)備和控制終端的當(dāng)前位置連線或能量分布主方向與智能設(shè)備運(yùn)動(dòng)方向的夾角；

本發(fā)明實(shí)施例提供的天線控制方法，應(yīng)用于無人機(jī)，該無人機(jī)為多天線無人機(jī)，該無人機(jī)上的兩個(gè)或兩個(gè)以上天線呈夾角分布且其工作范圍覆蓋無人機(jī)的360°的周身。所述控制終端的數(shù)據(jù)信息包括，控制終端的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、天線數(shù)據(jù)。所述無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括，無人機(jī)的定位坐標(biāo)、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)高度等信息。

具體的，本發(fā)明中所述控制終端的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過控制終端搭載的gps設(shè)備獲取，然后通過無線方式上傳給無人機(jī)或者事先將控制終端的坐標(biāo)值存儲在無人機(jī)上，所述無人機(jī)的定位坐標(biāo)通過無人機(jī)上的gps設(shè)備獲取，所述無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)高度等信息通過gps或者無人機(jī)搭載的傳感器獲取，當(dāng)通過gps獲取了無人機(jī)和控制終端的位置坐標(biāo)后，計(jì)算并確定控制終端和無人機(jī)當(dāng)前位置坐標(biāo)之間的連線與無人機(jī)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。

或者，通過無人機(jī)上天線收發(fā)信號的射頻能量強(qiáng)弱，確定到無人機(jī)周圍射頻能量分布情況，計(jì)算出收發(fā)電磁波能量最強(qiáng)的方向，并結(jié)合無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)高度等信息，確定無人機(jī)天線收發(fā)電磁波信號能量最強(qiáng)的方向與無人機(jī)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。

s102:根據(jù)夾角，確定天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向；

當(dāng)獲取了無人機(jī)位置和控制終端位置連線或無人機(jī)天線陣發(fā)射電磁波能量分布最強(qiáng)的方向后，確定夾角包括，以所述無人機(jī)當(dāng)前位置為極點(diǎn)、無人機(jī)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)闃O軸建立極坐標(biāo)系，在極坐標(biāo)系下計(jì)算所述夾角。根據(jù)夾角判斷天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向，然后根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?，開啟對應(yīng)的目標(biāo)天線，或者調(diào)整天線收發(fā)數(shù)據(jù)的方向，使得無人機(jī)與控制終端正常通信連接。

s103:若當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向非目標(biāo)方向，則切換到目標(biāo)方向。

所述目標(biāo)方向?yàn)闊o人機(jī)指向控制終端的方向，若當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向?yàn)槟繕?biāo)方向，則保持當(dāng)前天線的工作狀態(tài)；若當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)方向不是目標(biāo)方向時(shí)，則切換天線的工作狀態(tài)到對應(yīng)到目標(biāo)方向，所述切換天線的工作狀態(tài)包括切換到對應(yīng)目標(biāo)方向的天線或者調(diào)整天線收發(fā)數(shù)據(jù)的方向。

例如：如圖2所示，當(dāng)當(dāng)前的工作天線為第二天線時(shí)，由于當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向不是無人機(jī)指向控制終端的方向，所以應(yīng)當(dāng)將當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向切換到目標(biāo)方向，即第三天線所覆蓋的數(shù)據(jù)傳輸方向，所以切換為第三天線工作，保證當(dāng)前工作的天線提供的傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向?yàn)槟繕?biāo)方向。

如圖3所示，當(dāng)前無人機(jī)上天線傳輸數(shù)據(jù)的方向?yàn)榈谝惶炀€所在的上半?yún)^(qū)域，若檢測到天線收發(fā)電磁波最強(qiáng)能量分布朝向落入第二天線所在區(qū)域時(shí)，則當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的方向不是無人機(jī)指向控制終端的方向，所以應(yīng)當(dāng)將當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向切換到目標(biāo)方向，即調(diào)整天線收發(fā)電磁波的相位，使得天線傳輸數(shù)據(jù)的方向?yàn)槟繕?biāo)方向。

在本發(fā)明實(shí)施例中無人機(jī)按照固定的時(shí)間間隔，周期性的獲取無人機(jī)和遙控終端的位置信息，或無人機(jī)天線收發(fā)電磁波能量分布最大方向；根據(jù)獲得的無人機(jī)和遙控終端的位置信息或無人機(jī)天線收發(fā)電磁波能量分布最大方向，確定需要切換的天線傳輸數(shù)據(jù)的方向。該固定的時(shí)間間隔可以是0.5秒、1秒、2秒等等，該時(shí)間間隔選擇的比較小，可以及時(shí)規(guī)避因?yàn)樘炀€覆蓋不到，而出現(xiàn)的信號傳輸故障，當(dāng)該間隔選擇的比較大時(shí)，可以規(guī)避實(shí)時(shí)獲取該位置的信息而影響信號傳輸效率的問題。

本實(shí)施例中，天線用于與控制終端進(jìn)行無線通信。

實(shí)施例二

本實(shí)施例為一種天線控制方法，無人機(jī)上設(shè)置有4根天線。

s1：根據(jù)獲取的無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并結(jié)合控制終端的數(shù)據(jù)信息，確定無人機(jī)和控制終端的當(dāng)前位置連線與無人機(jī)航向的夾角；

s2：根據(jù)所述夾角，確定無人機(jī)上天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向；

s3：若當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向非目標(biāo)方向，啟動(dòng)目標(biāo)方向上的天線工作并關(guān)閉當(dāng)前工作天線。

所述無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括無人機(jī)的定位坐標(biāo)、航向、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)高度；所述定位坐標(biāo)通過無人機(jī)上的gps設(shè)備獲取，所述無人機(jī)當(dāng)前航向通過磁羅盤獲取，所述運(yùn)動(dòng)速度通過gps設(shè)備或者測速傳感器獲取，所述運(yùn)動(dòng)高度通過測高傳感器獲取。

所述控制終端的數(shù)據(jù)信息包括控制終端的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、天線數(shù)據(jù)；所述定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過控制終端上的gps設(shè)備獲取。

本實(shí)施例中，以無人機(jī)航向?yàn)闃O軸、無人機(jī)當(dāng)前坐標(biāo)為極點(diǎn)建立極坐標(biāo)系，確定控制終端當(dāng)前坐標(biāo)位置和無人機(jī)當(dāng)前坐標(biāo)位置的連線與航向軸的夾角。

優(yōu)選的，在無人機(jī)中保存有包含有無人機(jī)當(dāng)前位置和控制終端當(dāng)前位置的地圖，無人機(jī)可以在地圖上確定無人機(jī)與控制終端的連線，及通過磁羅盤獲取當(dāng)前航向，在地圖上確定所述連線與當(dāng)前航向構(gòu)成的夾角，該夾角可以是所述連線到當(dāng)前航向的夾角，也可以是當(dāng)前航向到所述連線的夾角，還可以是選取的所述連線與當(dāng)前航向構(gòu)成的夾角中不大于180°的夾角等等，只要能夠保證該夾角采用統(tǒng)一的確定方式即可。

本實(shí)施例中無人機(jī)的4個(gè)天線可以是均勻分布也可以是不均勻的分布在無人機(jī)的四周，因此每個(gè)天線覆蓋的夾角范圍可以相同，也可以不同。較佳地，為了提高信號的傳輸效率，均衡每個(gè)天線的負(fù)載，每個(gè)天線覆蓋的夾角范圍相同，并且所有天線能夠覆蓋無人機(jī)360的角度范圍。

參照圖4所示，無人機(jī)為擁有4根均勻分布天線的無人機(jī)，通過多天線切換開關(guān)來控制4根天線的工作狀態(tài)的切換，當(dāng)需要其中一根天線工作的時(shí)候，開啟這根天線工作并關(guān)閉其它的天線工作，天線a對應(yīng)的角度范圍θ為大于等于0°小于90°，天線b對應(yīng)的角度范圍θ為大于等于90°小于180°、天線c對應(yīng)的角度范圍θ為大于等于180°小于270°、天線d對應(yīng)的角度范圍θ為大于等于270°小于360°。具體的實(shí)現(xiàn)過程如下所示：

if(θ≥0&&θ<90)switchtoa

elseif(θ≥90&&θ<180)switchtob

elseif(θ≥180&&θ<270)switchtoc

elseif(θ≥270&&θ<360)switchtod

endif

當(dāng)當(dāng)前無人機(jī)與控制終端的連線與當(dāng)前航向構(gòu)成的夾角為65度時(shí)，該角度在0°至90°范圍內(nèi)，對應(yīng)的天線為a天線，因此可以確定目標(biāo)天線為a天線。

為了提高無人機(jī)天線的利用率，并且節(jié)約無人機(jī)上寶貴的電能，當(dāng)啟動(dòng)無人機(jī)對應(yīng)夾角的目標(biāo)天線后，還需關(guān)閉當(dāng)前工作的天線。例如：無人機(jī)當(dāng)前工作的天線為a天線，目標(biāo)天線為b天線，啟動(dòng)b天線后，關(guān)閉a天線。

在本發(fā)明實(shí)施例中為了避免乒乓效應(yīng)，即避免無人機(jī)的兩個(gè)天線之間頻繁的切換，可以針對相鄰的兩個(gè)天線設(shè)定一個(gè)臨界值，因此當(dāng)當(dāng)前工作的天線和待啟動(dòng)的目標(biāo)天線不同時(shí)，只有當(dāng)確定的夾角與對應(yīng)臨界值差的絕對值大于設(shè)定閾值時(shí)，才能啟動(dòng)目標(biāo)天線，該閾值可以是3°、5°等，只要能避免乒乓效應(yīng)即可。

繼續(xù)以上述圖所示進(jìn)行說明，針對天線a與天線b設(shè)置的臨界值為90°、針對天線b與天線c設(shè)置的臨界值為180°、針對天線c與天線d設(shè)置的臨界值為270°、針對天線d與天線a設(shè)置的臨界值為360°或0°。由于天線a和天線d之間進(jìn)行切換時(shí)，角度跳躍幅度較大，為了進(jìn)一步地增加可靠性，在本發(fā)明實(shí)施例中可以先判斷該夾角所在的范圍，再確定相應(yīng)的臨界值。具體的，針對于a天線與d天線之間的切換，當(dāng)確定的夾角為大角度時(shí)，即角度大于270°時(shí)，選用的臨界值為360°，當(dāng)確定的夾角為小角度時(shí)，即角度小于90°時(shí)，選用的臨界值為0°。例如：當(dāng)確定的夾角為93°，設(shè)定的閾值為5°當(dāng)前工作的天線為a天線，確定的目標(biāo)天線為b天線，針對a天線與b天線設(shè)置的臨界值為90°，此時(shí)90°與93°差的絕對值小于5°，因此繼續(xù)使用天線a，不進(jìn)行天線切換，；當(dāng)確定的夾角為6°，設(shè)定的閾值為5°，當(dāng)前工作的天線為d天線，確定的目標(biāo)天線為a天線，針對d天線與a天線設(shè)置的臨界值為360°或0°，因?yàn)樵搳A角為6°為小角度，因此選用的臨界值為0°，6°與0°差的絕對值大于5°，因此切換到a天線。

本實(shí)施例中，如果無法計(jì)算確定所述連線與極軸方向的夾角，則開啟所有天線工作，通過天線收發(fā)數(shù)據(jù)的能量分布主方向來確定目標(biāo)方向；連接每根天線的無線模塊都能檢測到這根天線接收信號的強(qiáng)弱，通過對多跟天線接收信號強(qiáng)弱的對比，就可判斷出天線傳輸數(shù)據(jù)的目標(biāo)方向；如與a天線連接的無線模塊檢測到a天線接收信號的強(qiáng)度為q1，與b天線連接的無線模塊檢測到b天線接收信號的強(qiáng)度為q2，與c天線連接的無線模塊檢測到c天線接收信號的強(qiáng)度為q3，與d天線連接的無線模塊檢測到d天線接收信號的強(qiáng)度為q4，且q1>q2、q1>q3、q1>q4，則可判斷a天線對應(yīng)的方向區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)區(qū)域。

需要說明的是，本實(shí)施例中，也可通過移相切換開關(guān)來切換控制4根天線的工作狀態(tài)，所述移相切換開關(guān)在工作過程中4根天線不間斷連續(xù)工作，所述移相切換開關(guān)通過調(diào)整4根天線的電磁波輻射相位來改變天線傳輸數(shù)據(jù)的方向，具體為通過調(diào)整各個(gè)天線的電磁波輻射相位以加強(qiáng)目標(biāo)方向的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)減弱或者抵消其它方向上的天線數(shù)據(jù)傳輸。

實(shí)施例三

本實(shí)施例為另一種天線控制方法，，如圖5所示，無人機(jī)上設(shè)置有兩根天線。

s1：根據(jù)獲取的無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并結(jié)合控制終端的數(shù)據(jù)信息，確定無人機(jī)和控制終端當(dāng)前位置的連線與無人機(jī)航向的夾角；

s2：根據(jù)夾角，確定天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向；

s3：若當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向非目標(biāo)方向，則切換天線收發(fā)電磁波相位到目標(biāo)方向。

所述無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括無人機(jī)的定位坐標(biāo)、航向、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)高度；所述定位坐標(biāo)通過無人機(jī)上的gps設(shè)備獲取，所述無人機(jī)當(dāng)前航向通過磁羅盤獲取，所述運(yùn)動(dòng)速度通過gps設(shè)備或者測速傳感器獲取，所述運(yùn)動(dòng)高度通過測高傳感器獲取。

所述控制終端的數(shù)據(jù)信息包括控制終端的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、天線數(shù)據(jù)；所述定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過控制終端上的gps設(shè)備獲取。

本實(shí)施例中，以無人機(jī)航向?yàn)闃O軸、無人機(jī)當(dāng)前坐標(biāo)為極點(diǎn)建立極坐標(biāo)系，確定控制終端當(dāng)前坐標(biāo)位置和無人機(jī)當(dāng)前坐標(biāo)位置的連線與航向軸的夾角。

優(yōu)選的，在無人機(jī)中保存有包含有無人機(jī)當(dāng)前位置和控制終端當(dāng)前位置的地圖，無人機(jī)可以在地圖上確定無人機(jī)與控制終端的連線，及通過磁羅盤獲取當(dāng)前航向，在地圖上確定所述連線與當(dāng)前航向構(gòu)成的夾角，該夾角可以是所述連線到當(dāng)前航向的夾角，也可以是當(dāng)前航向到所述連線的夾角，還可以是選取的所述連線與當(dāng)前航向構(gòu)成的夾角中不大于180°的夾角等等，只要能夠保證該夾角采用統(tǒng)一的確定方式即可。

本實(shí)施例中，無人機(jī)機(jī)身設(shè)置有兩根天線，所述兩根天線在切換傳輸數(shù)據(jù)的目標(biāo)方向時(shí)連續(xù)不間斷工作，參照圖5所示，天線a、b設(shè)置于無人機(jī)機(jī)身上，兩根天線的工作范圍能夠完全覆蓋無人機(jī)360度周身。

本實(shí)施例中，確定控制終端與無人機(jī)連線與無人機(jī)航向之間的夾角即確定了無人機(jī)天線傳輸數(shù)據(jù)的方向；參照圖所示，天線a對應(yīng)的角度范圍為90度到270度，天線b對應(yīng)的角度范圍為-90度到90度；當(dāng)所述連線與極軸的夾角大于90度小于270度時(shí)，即通過移相切換開關(guān)改變a、b兩根天線的電磁波輻射相位，加強(qiáng)90度到270度范圍內(nèi)的電磁波傳輸，減弱-90度到90度范圍內(nèi)的電磁波傳輸；當(dāng)所述連線與極軸的夾角大于-90度小于90度時(shí)，通過移相切換開關(guān)改變a、b兩根天線的電磁波輻射相位，加強(qiáng)-90度到90度范圍內(nèi)的電磁波傳輸，減弱90度到270度范圍內(nèi)的電磁波傳輸，以達(dá)到切換天線傳輸方向的目的。

本實(shí)施例中，為了防止天線傳輸方向的頻繁切換，避免乒乓效應(yīng)的發(fā)生，也設(shè)置了如實(shí)施例三所述的臨界值和閾值。

本實(shí)施例中，如果無法計(jì)算確定所述連線與極軸方向的夾角，也可通過天線收發(fā)數(shù)據(jù)的能量分布主方向來確定目標(biāo)方向；連接每根天線的無線模塊都能檢測到這根天線接收信號的強(qiáng)弱，通過對多跟天線接收信號強(qiáng)弱的對比，就可判斷出天線傳輸數(shù)據(jù)的目標(biāo)方向；如與a天線連接的無線模塊檢測到a天線接收信號的強(qiáng)度為q1，與b天線連接的無線模塊檢測到b天線接收信號的強(qiáng)度為q2，且q1>q2，則可判斷a天線對應(yīng)的方向區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)區(qū)域。

需要說明的是，本實(shí)施例中，根據(jù)需要，也可以通過移相切換開關(guān)改變天線傳輸數(shù)據(jù)到其它方向，如改變天線傳輸為極坐標(biāo)系中與極軸夾角為90度的方向；本實(shí)施例中，天線也可以是多根，如3根天線或4根天線。

需要說明的是，本實(shí)施例中，也可以通過多天線切換開關(guān)來控制切換兩根天線的工作狀態(tài)，當(dāng)需要a天線工作時(shí)打開a天線工作并關(guān)閉b天線，當(dāng)需要b天線工作時(shí)打開b天線工作并關(guān)閉a天線。

本實(shí)施例方案在不降低無人機(jī)的通訊覆蓋的基礎(chǔ)上，減少了天線的數(shù)量，降低了無人機(jī)自身的重量、簡化了無人機(jī)的結(jié)構(gòu)、增加了無人機(jī)的續(xù)航，同時(shí)在一定程度上增加了無人機(jī)的載重，進(jìn)而減少了無人機(jī)的制造成本。而較大的陣元間距，陣元之間的互耦和幅相誤差對天線陣性能的影響就比較小，使天線的性能得到提高。

實(shí)施例四

本實(shí)施例提供了一種天線控制系統(tǒng)，應(yīng)用于無人機(jī)，如圖6所示，該系統(tǒng)包括：

獲取裝置41，用于獲取智能設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；

數(shù)據(jù)處理裝置42，用于根據(jù)獲取裝置獲取的智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并結(jié)合控制終端的信息，計(jì)算確定天線傳輸數(shù)據(jù)的方向；

切換裝置43，用于根據(jù)計(jì)算得到的天線傳輸數(shù)據(jù)的方向，切換天線傳輸數(shù)據(jù)的方向。

所述數(shù)據(jù)處理裝置42，還包括計(jì)算模塊，具體用于根據(jù)無人機(jī)航向和坐標(biāo)位置，建立極坐標(biāo)系，在極坐標(biāo)系下，計(jì)算控制終端和無人機(jī)連線與極軸的夾角。

所述數(shù)據(jù)處理裝置42，還包括判斷模塊，具體用于根據(jù)所述連線與極軸的夾角判斷是否需要切換天線傳輸數(shù)據(jù)的方向。

所述數(shù)據(jù)處理裝置42，還包括無線模塊，具體用于檢測與無線模塊連接的天線接收信號的強(qiáng)度。

所述數(shù)據(jù)處理裝置42，還用于通過對多根天線接收信號強(qiáng)弱的對比，判斷出天線傳輸數(shù)據(jù)的目標(biāo)方向；還用于接收傳輸過來的控制指令，以控制切換裝置的工作。

所述切換裝置43，包括多天線切換開關(guān)，所述多天線切換開關(guān)用于控制開啟目標(biāo)方向上的天線工作并關(guān)閉其它方向上的天線工作。

所述切換裝置43，包括移相切換開關(guān)，所述移相切換開關(guān)用于調(diào)整各個(gè)天線的電磁波輻射相位，加強(qiáng)目標(biāo)方向上的數(shù)據(jù)傳輸，減弱或者抵消其它方向上的數(shù)據(jù)傳輸。

所述移相切換開關(guān)通過電路板或者電路元件工作，在切換過程中，兩個(gè)或多個(gè)天線持續(xù)不間斷工作。

用戶根據(jù)需要可以手動(dòng)或者自動(dòng)選擇多天線切換開關(guān)或者移相切換開關(guān)工作。

實(shí)施例五

本實(shí)施例提供一種天線控制方法，應(yīng)用于無人機(jī)，如圖7所示，所述方法包括：

s1：如果能夠正常獲取的無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和控制終端的數(shù)據(jù)信息，則計(jì)算無人機(jī)和控制終端當(dāng)前位置的連線與無人機(jī)航向的夾角并轉(zhuǎn)入s3步，否則轉(zhuǎn)入s2步；

s2：根據(jù)與天線連接的無線模塊檢測到的每根天線接收信號的強(qiáng)度，確定無人機(jī)上天線傳輸數(shù)據(jù)的能量分布的主方向，計(jì)算出所述主方向與無人機(jī)航向的夾角；

s3：根據(jù)夾角，確定天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向；

s4：若當(dāng)前天線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸方向非目標(biāo)方向，則切換到目標(biāo)方向。

本實(shí)施例中，傳輸方向的切換有兩種：多天線切換和移相切換。用戶通過手動(dòng)或者自動(dòng)的方式來選擇切換方式，所述自動(dòng)方式為通過控制終端發(fā)出指令來選擇切換方式。

實(shí)施例六：

本實(shí)施例提出了一種智能設(shè)備，如圖8所示，所述智能設(shè)備包括：天線62、處理器63、切換開關(guān)64、參數(shù)獲取裝置65，進(jìn)一步還包括設(shè)備骨架、動(dòng)力裝置66；所述天線62、處理器63、切換開關(guān)64、參數(shù)獲取裝置65和動(dòng)力裝置66均安裝在設(shè)備骨架上；所述參數(shù)獲取裝置65與處理器63連接，所述動(dòng)力裝置66與處理器63連接，所述天線62通過切換開關(guān)64與處理器63連接。

所述參數(shù)獲取裝置65，用于獲取智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；

所述處理器63，用于根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算確定天線傳輸數(shù)據(jù)的方向，并做出天線控制指令；

所述切換開關(guān)64，與處理器63和天線62連接，用于根據(jù)處理器的天線控制指令，切換控制天線的工作；

所述動(dòng)力裝置66，用于為智能設(shè)備提供運(yùn)動(dòng)動(dòng)力。

所述天線62，數(shù)量為多個(gè)；

所述切換開關(guān)64，包括多天線切換開關(guān)和/或移相切換開關(guān)；

其中，所述多天線切換開關(guān)用于從當(dāng)前工作的天線切換到目標(biāo)天線工作，并關(guān)閉當(dāng)前天線工作；

所述移相切換開關(guān)用于通過電路板或者電路元件，調(diào)整兩個(gè)或多個(gè)天線收發(fā)電磁波的相位，以改變天線傳輸數(shù)據(jù)的方向，在切換過程中，兩個(gè)或多個(gè)天線持續(xù)不間斷工作。

所述參數(shù)獲取裝置65，包括衛(wèi)星定位器、測高裝置、測速裝置、運(yùn)動(dòng)方向檢測器中的一種或多種；

所述處理,63，還用于根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，控制動(dòng)力裝置66工作。

本實(shí)施例中，參數(shù)獲取裝置實(shí)時(shí)獲取智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并將運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸給處理器，處理器經(jīng)過對運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)處理獲得智能設(shè)備的運(yùn)動(dòng)信息，天線用于與地面控制端進(jìn)行通信；如：智能設(shè)備是無人機(jī)，則由衛(wèi)星定位器獲取無人機(jī)的定位坐標(biāo)、由測高裝置獲取無人機(jī)當(dāng)前的飛行高度、由運(yùn)動(dòng)方向檢測器獲取無人機(jī)的航向，處理器根據(jù)坐標(biāo)值、高度值和航向就可準(zhǔn)確定位無人機(jī)當(dāng)前飛行狀態(tài)，處理器通過坐標(biāo)值和航向建立極坐標(biāo)系，在極坐標(biāo)系下計(jì)算當(dāng)前地面控制端和無人機(jī)的連線與無人機(jī)航向的夾角，根據(jù)夾角選擇對應(yīng)的天線，處理器發(fā)出指令通過多天線切換開關(guān)切換相應(yīng)的天線工作。

本實(shí)施例中，第二種切換方式是通過移相切換開關(guān)切換天線傳輸數(shù)據(jù)的方向。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖1個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖1個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖1個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖1個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖1個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖1個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。