一种基于tpa板材的无人机天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于TPA板材的无人机天线，所述天线设置在无人机顶的正上方，使得天线整体呈倒F型结构；所述天线为多层板结构天线，所述多层板结构天线包括顶部电镀铜箔层、中间铜箔层和底部铜箔层，所述顶部电镀铜箔层和中间铜箔层之间填充有第一TPA层，所述中间铜箔层和底部铜箔层之间填充有第二TPA层。本发明通过对无人机天线的结构和板材的改进设计，克服了现有技术中玻璃化温度低、敌刚性差、加工复杂、可靠性不高的问题，实现了一种敌刚性强、加工简单、可靠性高、适用于无人机的倒F天线。本发明可广泛应用于各种无人机天线。
【专利说明】
一种基于TPA板材的无人机天线
技术领域
[0001]本发明涉及天线设计领域，尤其涉及一种无人机天线。
【背景技术】
[0002]TPA:Thermosetting Polymer Alloy，热固聚合复合材料。
[0003]无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。天线在无人机收发信机中占有重要地位。其性能，尤其是方向性和效率直接影响着通信距离和发射机的安全。根据无人机飞行特点，对于无伺服的通信天线，其方向图在水平面上应具有全向性。受无人机载荷的限制，机载天线的尺寸要小，重量要轻，同时要考虑外形对无人机飞行性能的影响。倒F型天线(invert Fantenna，IFA)为低剖面小天线，与其他天线相比，其优点是无需附加匹配电路，结构简单，且方向图满足无人机通信要求。
[0004]无人机一般采用高频信号通信，频段到达千兆赫，这就意味着对它们所用的微波天线电路基板提出了更高的要求。长期以来，高频微波基板几乎没有越出使用聚四氟乙烯的老传统，但是，它有若干缺点:玻璃化温度低，敌刚性差;加工复杂，故成本高;金属化孔镀层与孔壁的结合力弱，故可靠性不高。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种敌刚性强、加工简单、可靠性高、适用于无人机的倒F天线。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
一种基于TPA板材的无人机天线，所述天线设置在无人机顶的正上方，所述天线包括平行于无人机顶的第一平行臂、垂直于无人机顶的第一垂直臂，所述第一平行臂与第一垂直臂交接，交接点沿第一振臂方向延长形成第二平行臂，所述第二平行臂延长并向垂直无人机顶方向弯折形成第二垂直臂，使得天线整体呈倒F型结构;所述天线为多层板结构天线，所述多层板结构天线包括顶部电镀铜箔层、中间铜箔层和底部铜箔层，所述顶部电镀铜箔层和中间铜箔层之间填充有第一 TPA层，所述中间铜箔层和底部铜箔层之间填充有第二 TPA层。
[0007]优选的，所述第一TPA层和第二TPA层为由树脂和玻纤布组成的热固聚合复合材料层。
[0008]优选的，所述第一平行臂长度为36mm，所述第二平行臂长度为7mm，所述第一垂直臂长度为35mm，所述第二垂直臂长度为20_。
[0009]优选的，所述顶部电镀铜箔层、中间铜箔层和底部铜箔层的厚度分别为9微米、3微米和9微米。
[0010]优选的，所述第一TPA层和第二TPA层的厚度均为60微米。
[0011]优选的，所述顶部电镀铜箔层、中间铜箔层和底部铜箔层通过过孔互相电性连接。
[0012]本发明的有益效果是:
本发明通过对无人机天线的结构和板材的改进设计，克服了现有技术中玻璃化温度低、敌刚性差、加工复杂、可靠性不高的问题，实现了一种敌刚性强、加工简单、可靠性高、适用于无人机的倒F天线。
[0013]本发明可广泛应用于各种无人机天线。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明倒F型天线一种实施例的结构示意图；
图2是本发明倒F型天线横截面一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0016]本发明实施例设计的天线工作在2.4GHz。如图1所示，天线整体呈倒F型结构，所述天线设置在无人机顶的正上方，所述天线包括平行于无人机顶的第一平行臂11、垂直于无人机顶的第一垂直臂12，所述第一平行臂11与第一垂直臂12交接，交接点沿第一振臂方向延长形成第二平行臂13，所述第二平行臂13延长并向垂直无人机顶方向弯折形成第二垂直臂14，使得天线整体呈倒F型结构；
如图2所示，所述天线采用多层板结构天线，所述多层板结构天线包括顶部电镀铜箔层21、中间铜箔层22和底部铜箔层23，所述顶部电镀铜箔层21和中间铜箔层22之间填充有第一TPA层24，所述中间铜箔层22和底部铜箔层23之间填充有第二TPA层25。优选的，所述顶部电镀铜箔层21、中间铜箔层22和底部铜箔层23通过过孔互相电性连接。
[0017]优选的，所述第一TPA层24和第二TPA层25为由树脂和玻纤布组成的热固聚合复合材料层。本发明在热固聚合复合材料中掺合了热固性树脂，与聚四氟乙烯相比，它的损耗更小、介电常数更稳定。
[0018]为了研究温度对介电常数稳定性的影响，我们将介电常数的热变系数Tck=-1 OOppm/ °C的材料天线与Tck=I Oppm/ °C的本发明天线做了实际比照。
[0019]如果!^=-10(^111/°(:，则介电常数01{变化量厶01^=-0.032;
对2.4GHz:频率变化量Af=9MHz ；
对25GHz:频率变化量Af=140MHz ；
如果采用本发明Tck=1ppm/°C天线，则介电常数Dk变化量ADk=-0.0032 ；
对2.4GHz:频率变化量Af=0.9MHz ；
对25GHz:频率变化量Af=14MHz。
[0020]显然，以上验证表明，本发明改进了天线性能，提高了可靠性。
[0021]优选的，所述第一平行臂11长度为36mm，所述第二平行臂13长度为7mm，所述第一垂直臂12长度为35mm，所述第二垂直臂14长度为20mm。
[0022]优选的，所述顶部电镀铜箔层21、中间铜箔层22和底部铜箔层23的厚度分别为9微米、3微米和9微米。
[0023]经测试，该实施例中，天线辐射效率为92.87%，总效率为92.34%。方向图满足无人机通信需求，最大方向系数为5.26 IdB。
[0024]优选的，所述第一TPA层24和第二TPA层25的厚度均为60微米。
[0025]本发明通过对无人机天线的结构和板材的改进设计，克服了现有技术中玻璃化温度低、敌刚性差、加工复杂、可靠性不高的问题，实现了一种敌刚性强、加工简单、可靠性高、适用于无人机的倒F天线。
[0026]本发明可广泛应用于各种无人机天线。
[0027]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种基于TPA板材的无人机天线，其特征在于，所述天线设置在无人机顶的正上方，所述天线包括平行于无人机顶的第一平行臂、垂直于无人机顶的第一垂直臂，所述第一平行臂与第一垂直臂交接，交接点沿第一振臂方向延长形成第二平行臂，所述第二平行臂延长并向垂直无人机顶方向弯折形成第二垂直臂，使得天线整体呈倒F型结构； 所述天线为多层板结构天线，所述多层板结构天线包括顶部电镀铜箔层、中间铜箔层和底部铜箔层，所述顶部电镀铜箔层和中间铜箔层之间填充有第一 TPA层，所述中间铜箔层和底部铜箔层之间填充有第二 TPA层。2.根据权利要求1所述的一种基于TPA板材的无人机天线，其特征在于，所述第一TPA层和第二 TPA层为由树脂和玻纤布组成的热固聚合复合材料层。3.根据权利要求1所述的一种基于TPA板材的无人机天线，其特征在于，所述第一平行臂长度为36mm，所述第二平行臂长度为7mm，所述第一垂直臂长度为35mm，所述第二垂直臂长度为20mm。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于TPA板材的无人机天线，其特征在于，所述顶部电镀铜箔层、中间铜箔层和底部铜箔层的厚度分别为9微米、3微米和9微米。5.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于TPA板材的无人机天线，其特征在于，所述第一 TPA层和第二 TPA层的厚度均为60微米。6.根据权利要求4所述的一种基于TPA板材的无人机天线，其特征在于，所述顶部电镀铜箔层、中间铜箔层和底部铜箔层通过过孔互相电性连接。7.根据权利要求5所述的一种基于TPA板材的无人机天线，其特征在于，所述顶部电镀铜箔层、中间铜箔层和底部铜箔层通过过孔互相电性连接。
【文档编号】H01Q1/38GK106058440SQ201610344215
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】江荣, 刘代东, 王小阳, 江方兵, 黄松
【申请人】深圳市天鼎微波科技有限公司