[go: up one dir, main page]

BG66831B1 - Antenna system for unmanned flying apparatus - Google Patents

Antenna system for unmanned flying apparatus Download PDF

Info

Publication number
BG66831B1
BG66831B1 BG111720A BG11172014A BG66831B1 BG 66831 B1 BG66831 B1 BG 66831B1 BG 111720 A BG111720 A BG 111720A BG 11172014 A BG11172014 A BG 11172014A BG 66831 B1 BG66831 B1 BG 66831B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
unit
input
antenna
output
outputs
Prior art date
Application number
BG111720A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG111720A (en
Inventor
Гаро МАРДИРОСЯН
Светославов Забунов Светослав
Георги СОТИРОВ
Стефанов Гецов Петър
Петър ГЕЦОВ
Хугасов Мардиросян Гаро
Светослав ЗАБУНОВ
Ставрев Сотиров Георги
Original Assignee
Институт За Космически Изследвания И Технологии При Бан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт За Космически Изследвания И Технологии При Бан filed Critical Институт За Космически Изследвания И Технологии При Бан
Priority to BG111720A priority Critical patent/BG66831B1/en
Publication of BG111720A publication Critical patent/BG111720A/en
Publication of BG66831B1 publication Critical patent/BG66831B1/en

Links

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

The invention relates to an antenna system for two-way radio communication between an unmanned aerial vehicle (UAV) and a ground station. It finds application in controlling and receiving information from an unmanned aerial vehicle, which uses circular polarization of the electromagnetic field of its antenna and dynamically controls the directional pattern of the antenna depending on the current orientation of the UAV relative to the ground station. The antenna system on board of the UAV consists of three elements (1x, 1y and 1z) built into the plumage of the flying apparatus. They are connected bilaterally with a switch unit (2), three of the outputs of which are connected respectively to the three inputs of a preamplifier (3), the outputs of which are connected to the respective three inputs of a unit for dephasing and adaptation of the receiving path (4). The output of the latter is connected to the input of a receiver (5), and the output of the autopilot (7) is connected to the fourth input of the unit (4 '). To three of the inputs of the switch unit (2) are connected respectively the three outputs of the second unit for dephasing and adaptation of the transmission path (4 ''), to the input of which is connected the output of a transmitter (6) , as the second output of the autopilot (7) is connected to the second input of the block (4 ''). The output of a control unit (8) is connected to the fourth input of the switch unit (2), which is in two-way connection with the receiver (5) and the transmitter (6). 1 claim, 2 figures

Description

Област на техникатаField of technology

Изобретението се отнася до антенна система, състояща се от летателна и наземна антена. То се използва за осъществяване на двустранна радиовръзка между безпилотен летателен апарат (БЛА) и наземна станция. Приложението е при управление и получаване на информация от безпилотен летателен апарат по-тежък от въздуха, при което се използва кръгова поляризация на електромагнитното поле на антените и се управлява динамично диаграмата на насоченост на летателната антена в зависимост от моментната ориентация на БЛА.The invention relates to an antenna system consisting of an aircraft and a terrestrial antenna. It is used for two-way radio communication between an unmanned aerial vehicle (UAV) and a ground station. The application is for controlling and receiving information from an unmanned aerial vehicle heavier than air, which uses circular polarization of the electromagnetic field of the antennas and dynamically controls the directional pattern of the aircraft antenna depending on the current orientation of the UAV.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известна е антенна система за безпилотен летателен апарат, състояща се от летателна и наземна антена, която чрез подходяща пространствена конструкция на проводниковите елементи на летателната антена постига кръгова поляризация и близка до изотропна диаграма на излъчване. Наземната антена на съответната антенна система, използвайки същия принцип, постига пак кръгова поляризация и силно насочена диаграма на излъчване като насочването на диаграмата по посока на летателния апарат се извършва по данни от позициониращата система на БЛА, предадени по телеметричен канал.An antenna system for an unmanned aerial vehicle is known, consisting of an aircraft and a terrestrial antenna, which by means of a suitable spatial construction of the conductive elements of the aircraft antenna achieves circular polarization and is close to an isotropic radiation pattern. The terrestrial antenna of the respective antenna system, using the same principle, again achieves circular polarization and strongly directed radiation pattern as the direction of the diagram in the direction of the aircraft is performed according to data from the UAV positioning system transmitted by telemetry.

Известна е още антенна система за безпилотен летателен апарат, която е базирана върху фазови масиви, пасивни или активни, с цел постигане на електронно насочване и кръгова поляризация на наземната и летателната антена.An antenna system for an unmanned aerial vehicle is also known, which is based on phase arrays, passive or active, in order to achieve electronic directing and circular polarization of the ground and aircraft antenna.

Недостатъци на известните антенни системи са, че диаграмата на излъчване на летателната антена не е изотропна и се характеризира с области със силно занижено усилване в своята диаграма на излъчване. Също така, при антените, осъществени чрез фазови масиви се наблюдава необходимост от обем, в който да се разположат отделните антенни елементи. Този обем нарушава аеродинамиката на летателния апарат, особено при по-малките безпилотни летателни апарати, и изисква допълнителна конструкция, изградена във или от външната страна на корпуса на БЛА.Disadvantages of the known antenna systems are that the radiation pattern of the flight antenna is not isotropic and is characterized by areas with very low gain in its radiation pattern. Also, in the case of antennas realized by phase arrays, there is a need for a volume in which to place the individual antenna elements. This volume disrupts the aerodynamics of the aircraft, especially in smaller unmanned aerial vehicles, and requires additional construction built in or on the outside of the UAV hull.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задачата на изобретението е да създаде антенна система за безпилотен летателен апарат, лишена от тези недостатъци.The object of the invention is to provide an antenna system for an unmanned aerial vehicle devoid of these disadvantages.

Съгласно изобретението, задачата е решена чрез създаване на антенна система за безпилотен летателен апарат, състояща се от летателна и наземна антена, като летателната антена е съставена от три антенни елемента, разположени по трите оси на правоъгълна координатна система и вградени в опашката на летателния апарат, комутатор, предусилвател, блокове за фазова корекция (дефазиране), автопилот, приемник, предавател и команден блок на борда на БЛА.According to the invention, the problem is solved by creating an antenna system for an unmanned aerial vehicle, consisting of an aircraft and a ground antenna, the aircraft antenna consisting of three antenna elements located on the three axes of a rectangular coordinate system and embedded in the tail of the aircraft, switch, preamplifier, phase correction units (dephasing), autopilot, receiver, transmitter and command unit on board the UAV.

Предимства на изобретениетоAdvantages of the invention

Предимствата на изобретението са, че във всеки момент от време диаграмата на летателната антена е насочена по максимума си към наземната станция. Трите вибратора (дипола), от които се състои летателната антена са вградени в стабилизаторите и фюзелажа от страна на оперението на БЛА, което изключва необходимостта от допълнителни конструкции във или от външната страна на корпуса му, с което се подобряват аеродинамичните и масови характеристики на БЛА.The advantages of the invention are that at all times the flight antenna diagram is directed at its maximum to the ground station. The three vibrators (dipoles) of which the flight antenna consists are built into the stabilizers and the fuselage on the side of the UAV's plumage, which eliminates the need for additional structures in or on the outside of its hull, which improves the aerodynamic and mass characteristics of the UAV. .

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures

Едно примерно изпълнение е показано на приложените фигури, където:An exemplary embodiment is shown in the accompanying figures, where:

фигура 1 представлява схема на разположението на летателната антена в корпуса на БЛА; фигура 2 - блок-схема на антенната система на борда на БЛА.Figure 1 is a diagram of the location of the flight antenna in the UAV hull; Figure 2 is a block diagram of the antenna system on board the UAV.

Пример за изпълнение на изобретениетоAn embodiment of the invention

Съгласно фиг. 1-а трите антенни елемента 1х, 1у и lz са насочени по трите оси X, Y и Z на правоъгълна координатна система и са вградени в съществуващата конструкция на класическо оперение на БЛА. Фиг. 1-6 илюстрира разположението на трите антенни елемента във V-образно оперение на БЛА.According to FIG. 1 The three antenna elements 1 x , 1 y and l z are directed along the three axes X, Y and Z of a rectangular coordinate system and are built into the existing construction of a classical UAV plumage. FIG. 1-6 illustrate the arrangement of the three antenna elements in the V-shaped plumage of a UAV.

Описания на издадени патенти за изобретения № 03.2/29.03.2019Descriptions of issued patents for inventions № 03.2 / 29.03.2019

Съгласно фиг. 2 (блок-схемата на антенната система на борда на БЛА се състои от съставните три елемента 1х, 1у и lz на летателната антена, двустранно свързани съответно с три от входовете на комутаторен блок 2, трите изхода на който са свързани съответно с трите входа на предусилвател 3, чиито изходи са свързани към съответните три входа на блок за дефазиране и съгласуване на приемния тракт 4', изходът на който е включен към входа на приемник 5, като към четвъртия вход на блок 4' е включен един от изходите на автопилот 7. Към три от входовете на комутаторния блок 2 са включени съответно трите изхода на втори блок за дефазиране и съгласуване на предавателния тракт 4, към единия вход на който е включен изходът на предавател 6, като вторият изход на автопилота 7 е свързан с втория вход на блока 4. Към четвъртия вход на комутаторния блок 2 е включен изходът на команден блок 8, който е в двупосочна връзка с приемника 5 и с предавателя 6.According to FIG. 2 (block diagram of the antenna system on board the UAV consists of the three constituent elements 1 x , 1 y and l z of the flight antenna, bilaterally connected respectively to three of the inputs of switch unit 2, the three outputs of which are connected respectively to the three inputs of the preamplifier 3, the outputs of which are connected to the respective three inputs of a unit for phase shifting and matching of the receiving path 4 ', the output of which is connected to the input of receiver 5, and to the fourth input of block 4' is connected one of the outputs of three of the inputs of the switching unit 2 are connected respectively the three outputs of the second unit for dephasing and coordination of the transmission path 4, to one input of which the output of the transmitter 6 is connected, the second output of the autopilot 7 is connected to the second input of the unit 4. To the fourth input of the switch unit 2 is connected the output of the control unit 8, which is in two-way connection with the receiver 5 and the transmitter 6.

Действие на устройствотоDevice operation

Антенната система на безпилотен летателен апарат (БЛА) действа по следния начин.The antenna system of an unmanned aerial vehicle (UAV) operates as follows.

В зависимост от текущата ориентация на БЛА автопилотът 7 изпраща управляващи сигнали съответно към блоковете за дефазиране и съгласуване 4' и 4. В режим на приемане блокът за дефазиране и съгласуване на приемния тракт 4' получава усилен сигнал от предусилвателя 3, който от своя страна получава сигнал от комутаторния блок 2 и който сигнал е постъпил в него от антенните елементи 1х, 1У и lz. Този сигнал блокът 4' изпраща към приемника 5. В режим на предаване вторият блок за дефазиране и съгласуване на предавателния тракт 4 получава сигнал от предавателя 6, който сигнал чрез комутаторния блок 2 достига до антенните елементи 1х, 1у и lz.Depending on the current orientation of the UAV, the autopilot 7 sends control signals to the dephasing and matching units 4 'and 4, respectively. In receiving mode, the receiving phase defusing and matching unit 4' receives an amplified signal from the preamplifier 3, which in turn receives a signal from the switch unit 2 and which signal is received in it from the antenna elements 1 x , 1 Y and l z . This signal unit 4 'sends to the receiver 5. In transmission mode, the second unit for phase shifting and coordination of the transmission path 4 receives a signal from the transmitter 6, which signal through the switch unit 2 reaches the antenna elements 1 x , 1 y and l z .

По този начин благодарение на това, че трите антенни елемента 1х, 1у и lz са разположени по трите оси на правоъгълна (или близка до правоъгълната) координатна система OXYZ и чрез подходящо дефазиране, се получава кръгова поляризация на диаграмата на насоченост на антената и се гарантира максимално усилване по посока на наземната станция, без да се налага използване на допълнителни вътрешни или външни за корпуса на летателния апарат антенни елементи.Thus, due to the fact that the three antenna elements 1 x , 1 y and l z are located on the three axes of a rectangular (or close to the rectangular) coordinate system OXYZ and by appropriate dephasing, a circular polarization of the antenna pattern is obtained. and maximum gain in the direction of the ground station is ensured without the need to use additional internal or external antenna elements for the aircraft body.

Claims (1)

Патентни претенцииPatent claims 1. Антенна система за безпилотен летателен апарат, състояща се от летателна антена, комутаторен блок, предусилвател, автопилот, приемник, предавател и команден блок, характеризираща се с това, че трите елемента (1х, 1у и lz) на антената са разположени в съществуващото оперение на летателния апарат и са свързани двустранно с комутаторния блок (2), трите изхода на който са свързани съответно с трите входа на предусилвателя (3), чиито изходи са свързани към съответни три входа на блок за дефазиране и съгласуване на приемния тракт (4'), изходът на който е включен към входа на приемник (5) , като към четвъртия вход на блока (4') е включен един от изходите на автопилота (7), а към три от входове на комутаторния блок (2) са включени съответно трите изхода на втори блок за дефазиране и съгласуване на предавателния тракт (4), към първия вход на който е включен изходът на предавателя (6) , като другият изход на автопилота (7) е свързан с втория вход на блока за дефазиране и съгласуване на предавателния тракт (4), при което към четвъртия вход на комутаторния блок (2) е включен изходът на командния блок (8), който е в двупосочна връзка с приемника (5) и с предавателя (6).An antenna system for an unmanned aerial vehicle, consisting of an aircraft antenna, a switch unit, a preamplifier, an autopilot, a receiver, a transmitter and a control unit, characterized in that the three elements (1 x , 1 y and l z ) of the antenna are located in the existing plumage of the aircraft and are connected bilaterally to the switch unit (2), the three outputs of which are connected respectively to the three inputs of the preamplifier (3), the outputs of which are connected to the respective three inputs of the unit for dephasing and receiving tract (4 '), the output of which is connected to the input of the receiver (5), as to the fourth input of the unit (4') is connected one of the outputs of the autopilot (7), and to three of the inputs of the switch unit (2) ) are connected respectively the three outputs of the second unit for dephasing and coordination of the transmission path (4), to the first input of which the output of the transmitter (6) is connected, and the other output of the autopilot (7) is connected to the second input of the unit. dephasing and coordination of p the transmission path (4), wherein the output of the control unit (8) is connected to the fourth input of the switching unit (2), which is in two-way connection with the receiver (5) and the transmitter (6).
BG111720A 2014-03-12 2014-03-12 Antenna system for unmanned flying apparatus BG66831B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111720A BG66831B1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Antenna system for unmanned flying apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111720A BG66831B1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Antenna system for unmanned flying apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG111720A BG111720A (en) 2015-09-30
BG66831B1 true BG66831B1 (en) 2019-02-28

Family

ID=56847721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG111720A BG66831B1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Antenna system for unmanned flying apparatus

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG66831B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG111720A (en) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11101557B2 (en) Mechanically steered and horizontally polarized antenna for aerial vehicles, and associated systems and methods
KR101732357B1 (en) System and method for controlling landing and takeoff of dron
MX2018014569A (en) Radar system to track low flying unmanned aerial vehicles and objects.
JP2015530054A5 (en)
TWI599169B (en) Phase shifter, phase shifter system and method for operating a phase shifter
US10707564B2 (en) Unmanned aerial vehicle
ES2832328T3 (en) Dynamic Azimuth Adjustment for Cellular Repeater Antenna Systems
CN111869121A (en) Unmanned aerial vehicle including antenna element panel
US10747217B1 (en) Distributed directional antenna
BG66831B1 (en) Antenna system for unmanned flying apparatus
US10187029B1 (en) Phase shifter
CN104883218B (en) High voltage transmission line based on beam switchover sets up region UAV Communication device and the method with UAV Communication
US11223416B2 (en) Communication system for aircrafts with altitude based antenna type selection
BG1967U1 (en) Antenna system for unmanned air vehicle
CN112969156B (en) Unmanned aerial vehicle and communication method, command and control station, intelligence single receiving station, reconnaissance system
JP5438993B2 (en) Guided projectile
KR102922263B1 (en) Method for charging drone battery using a phased array antenna and system thereof
KR101861282B1 (en) Method of detemrining azimuth angle of wide bem for receiving of multiplexed datalink for image information
RU2639143C1 (en) System of radio exchange (versions)
CN114527432B (en) A Distributed Airborne Electronic Countermeasures System Architecture
CN110635255A (en) A three-dimensional array antenna based on UAV swarm
RU147243U1 (en) MULTI-PURPOSE AIRCRAFT ANTENNA-FEEDER SYSTEM
RU2018146153A (en) The way to combat unmanned aerial vehicles using electromagnetic radiation
CN208352530U (en) A kind of unmanned plane countermeasure set
KR20240002998A (en) Taking off and landing control system for a flying object using phase difference of a pair of Radio Frequency signals