一种基于协作通信的定位天线系统及定位方法技术方案

本发明专利技术属于天线定位技术领域，特别涉及一种基于协作通信的定位天线系统及定位方法，包括天线组、激光测距仪、ACC雷达摄像机和控制机，所述天线组包括相互垂直的水平天线组和竖直天线组，所述水平天线组和竖直天线组均包含N个天线主体，N≥3，每个天线主体包括自动伸缩可倾斜的天线、天线底座以及设置于天线底座内的上下左右伸缩驱动模块、倾斜驱动模块、接收信号频率波长计算模块、定位模块和天线固定组件，每个天线组中的相邻两个天线主体之间的间距可调整，所述天线组、激光测距仪、ACC雷达摄像机分别与控制机通信连接。本发明专利技术既具有通信功能，又具有定位功能，且能够灵活调整天线高度和倾斜度，适用于多应用场景。适用于多应用场景。适用于多应用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于协作通信的定位天线系统及定位方法


[0001]本专利技术属于天线定位
，特别涉及一种基于协作通信的定位天线系统及定位方法。

技术介绍

[0002]作为无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件，天线是一种把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或进行相反变换的变换器。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、定位、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线进行工作。随着5G、物联网、互联网等网络技术的快速发展，出现了万物互联的场景，大到飞机、轮船，小到无人机、手表、传感器等电子产品都通过无线网络互通互联，天线作为通信和信号传输普遍采用的发射和接收装置，广泛应用于无线通信系统中。
[0003]随着通信技术和定位技术的快速发展，目前无人机、无人车、手机、车辆等都能够借助天线，并基于GPS或北斗卫星进行自身的定位，或者是通过信息沟通对其进行辅助定位。目前，通信天线大部分功能单一、灵活性差，比如目前的车载通信天线，只有通信功能，在需要对未知信号源、无人机等定位时，除雷达外几乎不可能实现，而且在限宽、限高、隧道、丛林等复杂道路情况下，天线调整更是不便，不仅耽误了时间，而且一旦误判还会破坏天线。随着定位算法的更新、软件开发和人工智能技术的快速发展，多功能天线越来越成为发展趋势。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种基于协作通信的定位天线系统及定位方法，既具有通信功能，又具有定位功能，且能够灵活调整天线高度和倾斜度，适用于多应用场景。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种基于协作通信的定位天线系统，包括天线组、激光测距仪、ACC雷达摄像机和控制机，所述天线组包括相互垂直的水平天线组和竖直天线组，所述水平天线组和竖直天线组均包含N个天线主体，N≥3，每个天线主体包括自动伸缩可倾斜的天线、天线底座以及设置于天线底座内的上下左右伸缩驱动模块、倾斜驱动模块、接收信号频率波长计算模块、定位模块和天线固定组件，每个天线组中的相邻两个天线主体之间的间距可调整，所述天线组、激光测距仪、ACC雷达摄像机分别与控制机通信连接。
[0007]进一步地，所述水平天线组和竖直天线组交叉点的天线主体作为基准参考天线主体，所述基准参考天线主体固定在车上或者地面上；每个天线组中的相邻天线底座之间通过伸缩杆连接。
[0008]进一步地，所述天线为PCB天线、喇叭天线、螺旋天线或振子天线；所述天线的极化方式为圆极化、线极化或者椭圆极化。
[0009]进一步地，所述上下左右伸缩驱动模块用于控制天线上下伸缩以及伸缩杆左右伸
缩；所述倾斜驱动模块用于控制天线在
±
90度范围内左右倾斜。
[0010]进一步地，所述接收信号频率波长计算模块用于计算接收信号的频率和波长；所述水平天线组的定位模块用于计算信号的方位角，所述竖直天线组的定位模块用于计算信号的高低角。
[0011]进一步地，所述水平天线组和竖直天线组中除基准参考天线主体以外其他的天线主体的下端设置有带有止锁功能的万向轮。
[0012]进一步地，所述ACC雷达摄像机上设置有刻度盘用于读取信号的方位角和高低角，或者ACC雷达摄像机将测量的方位角和高低角直接传送给控制机。
[0013]进一步地，所述天线底座的正面设置有天线上下左右伸缩控制按钮、天线倾斜控制按钮和天线主体开关按钮，所述天线上下左右伸缩控制按钮与上下左右伸缩驱动模块连接，所述天线倾斜控制按钮与倾斜驱动模块连接，所述天线主体开关按钮用于控制天线的开启和关闭。
[0014]本专利技术还提供了一种基于协作通信的定位天线系统的定位方法，包括：
[0015]对于可视目标定位时，首先通过接收信号频率波长计算模块计算接收信号的频率和波长，根据信号波长、频率和定位算法自动调整天线间距，再利用相互垂直的水平天线组和竖直天线组分别计算信号的方位角、高低角或者使用ACC雷达摄像机测量信号的方位角、高低角，结合激光测距仪测量目标到天线的距离和目标高度，进而对可视目标进行定位；
[0016]对于不可视目标定位时，通过位于两处的定位天线系统的水平天线组协作计算信号的方位角，根据得到的两个方位角以及两个定位天线系统之间的距离对不可视目标进行定位。
[0017]进一步地，在信号源多的情况下，通过改变天线间距增加天线自由度对多点信号源进行定位。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0019]为了解决目前通信天线功能单一、天线灵活性不够的问题，本专利技术提出一种基于协作通信的定位天线系统，在需要对某可视目标进行定位时，使用接收信号频率波长计算模块计算接收信号的频率和波长，根据信号波长、频率和定位算法自动调整天线间距，以适应多种波长、多种定位算法、大宽带通信频率等多种需求，再利用相互垂直的天线组的定位模块或者ACC雷达摄像机测量信号的方位角、高低角，结合激光测距仪测量目标到天线的距离和目标高度，实现对可视目标进行定位；对于不可视目标，通过多个基于协作通信的定位天线系统进行协作定位。控制机控制每根天线做上下伸缩、
±
90度范围内左右倾斜运动，使载有天线的车辆能顺利通过限宽、限高、隧道、丛林等复杂道路，增强了天线灵活性。本专利技术的基于协作通信的定位天线系统既方便调整天线，又可以对目标进行定位。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例的基于协作通信的定位天线系统的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例的控制机的面板显示界面图；
[0023]图3是本专利技术实施例的车辆遇到限高时天线调整后的状态示意图；
[0024]图4是本专利技术实施例的车辆遇到限高时将天线收起的状态示意图。
[0025]图中序号所代表的含义为：
[0026]1.激光测距仪，2.ACC雷达摄像机，3.控制机，4.天线，5.天线底座，6.伸缩杆，7.万向轮，8.天线上下左右伸缩控制按钮，9.天线倾斜控制按钮，10.天线主体开关按钮，11.安全帽。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]如图1所示，本实施例的基于协作通信的定位天线系统包括天线组、激光测距仪1、ACC雷达摄像机2和控制机3四个部分，天线组包括相互垂直的水平天线组和竖直天线组，水平天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于协作通信的定位天线系统，其特征在于，包括天线组、激光测距仪、ACC雷达摄像机和控制机，所述天线组包括相互垂直的水平天线组和竖直天线组，所述水平天线组和竖直天线组均包含N个天线主体，N≥3，每个天线主体包括自动伸缩可倾斜的天线、天线底座以及设置于天线底座内的上下左右伸缩驱动模块、倾斜驱动模块、接收信号频率波长计算模块、定位模块和天线固定组件，每个天线组中的相邻两个天线主体之间的间距可调整，所述天线组、激光测距仪、ACC雷达摄像机分别与控制机通信连接。2.根据权利要求1所述的基于协作通信的定位天线系统，其特征在于，所述水平天线组和竖直天线组交叉点的天线主体作为基准参考天线主体，所述基准参考天线主体固定在车上或者地面上；每个天线组中的相邻天线底座之间通过伸缩杆连接。3.根据权利要求1所述的基于协作通信的定位天线系统，其特征在于，所述天线为PCB天线、喇叭天线、螺旋天线或振子天线；所述天线的极化方式为圆极化、线极化或者椭圆极化。4.根据权利要求2所述的基于协作通信的定位天线系统，其特征在于，所述上下左右伸缩驱动模块用于控制天线上下伸缩以及伸缩杆左右伸缩；所述倾斜驱动模块用于控制天线在
±
90度范围内左右倾斜。5.根据权利要求1所述的基于协作通信的定位天线系统，其特征在于，所述接收信号频率波长计算模块用于计算接收信号的频率和波长；所述水平天线组的定位模块用于计算信号的方位角，所述竖直天线组的定位模块用于计算信号的高低角。6.根据权利要求2所述的基于协作...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，杨金龙，杨刚，商沁北，曲晓磊，丁春雷，陈康康，牛艳亭，
申请(专利权)人：中国人民解放军七一六二二部队保障部，
类型：发明
国别省市：