專利名稱：線控升降天線系統的制作方法
線控升降天線系統
本發明涉及一種無線通信的夭線系統，尤其是能快速便捷的自動升降，升降高度可以延 伸到幾十米到幾百米，是一般液壓升降天線無法達到的高度，特別適合戰地靈活機動的需要。 目前，無線通信受到收發天線高度的限制，容易受到收發兩點之間高大建筑物、山體的遮 擋，即使海平面上也不能傳得太遠，原因在于地球是圓球體，表面是圓弧形的， 一般超過50km 就不是可視的直線距離了,所以要想增加主要特征靠直線傳播的無線電設備的通信距離，最好 的辦法是增加收發夭線的高度，盡量讓收發兩點之間變得可視。傳統的辦法是將收發天線架 設在建筑物、高山頂部，并且在其上面還要修建鐵塔盡量增加天線高度，成本很高， 一般的 鐵塔成本是每一米約l萬元人民幣，并且只適合固定點之間的通信。隨著杜會進步，電視廣播 已經趨于現場直播，即將現場發生的圖像、聲音直接發到電視臺，電視臺不經過編輯或者經 過簡單的編輯直接向用戶傳送，要求盡量短的時延。盡管好多電視臺都搞了"新聞現場"、"新 聞直播"類節目，其實他們一般都不是真正的現場直播，是將新聞現場的圖像、聲音用攝像 機攝錄后，將磁帶送到電視臺編輯處理后再播放的，中間經過錄制、磁帶傳遞、編輯、播放 幾個過程，所以實質意義上講根本就不是"現場直播"，現在有了線控升降天線系統就可以實 現真正意義的現場直播了 。攝像機的音視頻信號通過無線方式傳送到旁邊車載設備上的線控 自動升降天線系統頂端"高空裝置"的通信轉發設備，再將信號直接轉發回電視臺，電視臺 再播放。整個過程是連續的，時延小于l秒鐘。同樣，該天線適合靈活機動的戰地通信、公安 /安全部門的現場追蹤通信。
目前，公知的液壓升降天線的髙度最高也就10多米，通信距離仍然有限，特別是在高樓 林立的城市，常見的建筑物高度少則幾十米，高則一百多米到兩百米，所以用普通的液壓升 降天線通信無法翻越高樓的遮擋；部隊在山區、丘林遇到天然的山體遮擋，用普通液壓升降 天線的通信距離也有限，即使在平原、沙漠、海平面上也不能傳得太遠，原因在于地球是圓 球體，表面是圓弧形的，一般超過50kffl就不是可視的直線距離了，通信距離也就50km左右。
為了克服現有的液壓升降天線高度的不足，本發明提供一種采用螺旋槳的線控升降天線 系統，能快速便捷的自動升降，升降高度可以延伸到幾十米到幾百米，是一般液壓升降天線 無法達到的高度，特別適合戰地靈活機動的需要。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是由"高空裝置"和"地面裝置"兩大部分 組成。"高空裝置"通過上面的陀螺儀/GPS定位儀發回"地面裝置"，"地面裝置"再與自己 的GPS定位信息通過計算，發出指令控制"高空裝置"的坐標位置。"地面裝置"通過電纜線 給"高空裝置"提供電能，使"高空裝置"的螺旋槳升降而離開地面，并通過收放電纜線的 長度以控制"高空裝置"的升降髙度；"高空裝置"的橫向位置(經度、緯度〉通過"高空裝 置"橫向的幾個空氣推動裝置控制設定的經度、緯度坐標位置，不會被風力等因素偏離運行 軌跡。"高空裝置"上面還可以安裝無線電接收和轉發設備(或其他通信設備及照明設備等)， 將"地面裝置"發射信號接收再轉發給"遠端用戶"(如指揮中心等)，同時又可以接收遠端 用戶的信號，再轉發給"地面裝置"，使"遠端用戶"和"地面裝置"之間保持單向或雙向 通信。
本發明的有意效果是，通過升高天線的高度達到幾十米至幾百米，使通信距離超過100 200km，能翻越天然山體、城市建筑物的阻擋，安裝、升降能在一分鐘內完成，方便、靈活機 動。而且與直升飛機、無人駕駛機相比，本系統維護費用低，使用時無噪聲，只要"地面裝 置"提供不間斷電源能連續運行；與熱氣球、飛艇通信相比，升降更快捷靈活，"高空裝置" 的體積小，不易被敵方發現和摧毀。下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。 圖l是本發明的電路原理框圖。
圖中O.陀嫘儀/GPS定位儀，l.高空裝置，2.地面裝置，3.垂直升降嫘旋槳，4.發動機， 5.水平推動螺旋槳，6.高空收發天線，7.高空無線電臺，8.高空核心控制模塊，9.電源轉 換模塊，10.電纜自動收放器，ll.升壓器，12.地面核心控制模塊，13.地面收發天線，14. 地面無線電臺，15.電臺有線/無線數據接口， 16.車載電源，17.接地端，18.饋電用電纜。
圖2是應用示意圖。
圖中l.高空裝置，2.地面裝置，18.饋電用電纜，19.無線攝像機，20.遠端用戶。
具體實施例方式
在

圖1中，天線系統由"高空裝置(l)"和"地面裝置(2)"兩大部分組成。"地面裝置 (2)"通過饋電用電纜(18)給"高空裝置(l)"提供電能，使"高空裝置(l)"的垂直升 降螺旋槳(3)上升而離開地面。"高空裝置"的橫向位置(經度、緯度)通過橫向的幾個水 平推動嫘旋槳(5)控制設定的經度、緯度坐標位置，不會被風力等因素偏離運行軌跡。"高 空裝置(l)"的升降高度由"地面裝置(2)"的電纜自動收放器(10)縮放饋電用電纜(18) 的長度達到控制目的，這里的電纜選用高強度、高韌性、抗紫外線、抗腐蝕、抗氧化、外皮 絕緣耐磨、質量輕的電纜。"高空裝置(l)"通過其上面的陀螺儀/GPS定位儀(0)發回"地 面裝置(2)","地面裝置(2)"再與自己的GPS定位信息通過計算，控制"高空裝置(l)"的 坐標位置，所以，高空裝置(1)的各種飛行狀態是嚴格受到地面裝置(2)控制和監視的。 電源轉換模塊(9)將電纜線上的高電壓變換成較低的電壓供"高空裝置(l)"各單元使用。 高空無線電臺(7)將"地面裝置(2)"和"遠端用戶(20)之間用無線方式組成鏈路，擔任 中繼的角色，將"地面裝置(2)"發射信號接收再轉發給"遠端用戶(20)"(如指揮中心等)， 同時又可以接收遠端用戶(20)的信號，再轉發給"地面裝置(2)"，使"遠端用戶(20)" 和"地面裝置(2)"之間保持單向或雙向通信。
地面裝置的電源來自汽車自身發電/蓄電裝置，在容量達不到要求時，可以改裝發電裝置 或另外增加大容量的發電機。車載電源(16)經過變換后直接供電纜自動收放器(10)、地面 無線電臺(14)、地面核心控制模塊(12)、電臺有線/無線數據接口 (15),同時經過升壓器 (11),將較低的車載電壓變換成較高的電壓(例如36 220伏等)，減小在饋電用電纜(18) 上的損耗。因為電纜線需要選擇質量輕的產品，導線直徑(截面積)也就不能太粗(大)，所 以通過的電流不會太大，而又必須達到一定的傳輸功率，所以將電壓升高傳輸能將電流降到 合適的范圍內。電纜自動收放器(10)的作用是收放饋電用電纜(18)的長度，控制"高空 裝置(l)"的高度。電臺有線/無線數據接口 (15)的作用是與外面的設備相連接，如攝像機、 電腦等。地面無線電臺(14)將數據信號傳送給髙空無線電臺(7)。地面收發天線(13)與 地面無線電臺相連，接收和發送射頻信號。接地端(17)是系統的大地接地端，為保證安全, 在使用時一定將其妥善接地，特別是防止雷擊是必不可少。地面核心控制模塊(12)是"地 面裝置(2)"各單元的控制中心，也指揮"高空裝置(l)"的飛行狀態和無線電臺的工作狀 態。饋電用電纜(18)的作用很多， 一是"高空裝置(l)"的供電，二是"高空裝置(l)" 高度控制，三是"高空裝置(l)"與"地面裝置(2)"的各種數據通信(還能代替地面無線 電臺的功能，實現高空裝置與地面裝置有線通信)。
在圖2中，天線系統的"地面裝置(2)"安裝在汽車(或艦船)上。前端無線攝像機(19) 的音視頻信號以無線方式(當然也可以用有線攝像機)將信號傳給"地面裝置(2)"，"地面 裝置(2)"將信號轉給"地面無線電臺(14)"，"地面無線電臺(14)"再以無線方式轉給"高 空裝置(l)"的"高空無線電臺(7)"(當然也可以用饋電用電纜將信息傳輸給"高空裝置")， 高空無線電臺(7)再轉發給遠端用戶(20)。
權利要求
1.一種天線系統，由“高空裝置”和“地面裝置”兩大部分組成。其特征是“地面裝置”通過電纜線連接給“高空裝置”提供電能，使“高空裝置”的螺旋槳升降而帶動“高空裝置”離開地面。
2. 根據權利要求1所述的天線系統，其特征是"高空裝置"由螺旋槳或其他空氣動力 裝置完成升降。
3. 根據權利要求1所述的天線系統，其特征是"高空裝置"和"地面裝置"之間用電 纜線連接供電。
全文摘要
一種能夠克服現有的液壓升降天線高度的不足，采用螺旋槳的線控升降天線系統。由“高空裝置1”和“地面裝置2”兩大部分組成。“地面裝置”通過電纜線連接給“高空裝置”提供電能，讓螺旋槳帶動“高空裝置”升空，高度可以延伸到幾十米到幾百米。“高空裝置”上面安裝無線電設備，擔任“遠端用戶”和“地面裝置”的中繼任務，使通信距離超過100～200km，能翻越天然山體、城市建筑物的阻擋。與直升飛機、無人駕駛機相比，本系統維護費用低，無噪聲，連續運行；與熱氣球、飛艇通信相比，升降更快捷靈活，“高空裝置”體積小，不易被敵方發現和摧毀。系統特別適合機動靈活的戰地通信、公安/安全部門的現場追蹤通信；也能真正意義上實現新聞“現場直播”。
文檔編號H01Q1/00GK101174722SQ200610146090
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月4日 優先權日2006年11月4日
發明者呂治榮 申請人:呂治榮