双频无人机地面扇区天线的制作方法

本实用新型涉及无线通信
技术领域：
，尤其涉及一种双频无人机地面扇区天线。
背景技术：
：无人机图传和遥控是一种信息传输的无线电技术。在图传和遥控系统中，距离越远，信号越弱，制约了无线电通信系统的传输距离。提高图传和遥控距离目前一般方法是加功放，低噪放和提高天线增益，天线作为无线电系统的基本部件，它为辐射和接收无线电波提供了手段，其性能优劣，直接影响信号发射和接收的效果，对提高无人机通信距离有着极其重要的作用。现在的消费级无人机地面端的天线早期结构为铜管式的偶极子结构，之后随着频率、极化要求以及使用要求，配合不同的馈入方式而衍生出各种不同设计结构，比如电路板单极子天线和右旋圆极化图传蘑菇天线。但是目前所使用的方法存在许多不足：一个是地面站遥控器的全向天线增益不够高，一般为2dBi，影响图传和遥控距离；另一个是地面通信装置尽管使用高增益定向天线，但波束不是水平面扇形覆盖的，是一个尖锐窄波束，影响信号接收效果。无人机MIMO以及COFDM无线通信系统一般使用两根天线（空间分集，一发一收），如果使用双极化天线，则只需一根天线，两个极化端口，同时由于在双极化天线中，垂直和水平极化正交性可以保证垂直和水平极化端口的隔离度大于20dB，无人机图传通信系统有的采用右旋圆极化波，提高图传信号绕射性能，无人机地面端就增加多一根右旋圆极化接收天线，这样天线数量就有多根，扩大安装天线平台。技术实现要素：针对上述现有技术所存在的缺陷，本实用新型所要解决的问题是天线集成一体化，天线增益高，空中信号覆盖范围广，同时兼顾电波特殊使用环境下散射，多径问题，保障无人机通信信号质量。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：提供一种双频无人机地面扇区天线，所述的天线工作频段分别是2.4-2.5GHz双线极化和5.6-5.9GHz右旋圆极化。本实用新型优选实例中，所述天线增益2.4-2.5GHz>13dBi，5.6-5.9GHz>15dBi，水平半功率夹角均60度以上，垂直半功率夹角均14度以上，能够使天线方向图覆盖方位面120度的空中，实现定向扇区天线空中覆盖。根据上述方案形成的本实用新型，具有如下有益效果：（1）单面无人机地面扇区天线双频工作，整体增益高，对空域覆盖范围大。（2）在设计双线极化和右旋圆极化前提下，实现整体结构简单，带宽较宽，满足无人机MIMO以及COFDM无线通信系统要求。（3）可以满足分集接收，双频多端口工作的需求。（4）在有限的外形尺寸下，实现较宽带宽和高增益，波束覆盖范围大,同时兼顾电波特殊使用环境下散射，多径问题，垂直，水平双极化和圆极化，120度无线覆盖。（5）有效降低了扇区天线成本。附图说明图1是本实用新型实施例去除天线罩的俯视图的示意图。图2是本实用新型实施例右旋圆极化天线顶层贴片的示意图。图3是本实用新型实施例垂直和水平极化端口的驻波比示意图。图4是本实用新型实施例垂直极化1端口E面和H面方向图。图5是本实用新型实施例水平极化2端口E面和H面方向图。图6是本实用新型实施例右旋圆极化端口的驻波比示意图。图7是本实用新型实施例右旋圆极化轴比示意图。图8是本实用新型实施例右旋圆极化3端口辐射方向图。具体实施方式为了使本实用新型实现的技术手段，设计特征，实现目的和功效易于明白了解，下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。参见图1，本实用新型结合无人机图传和遥控覆盖信号的需求提出一种双频无人机地面扇区覆盖天线100和200，可以有效提高所指向空域的无线覆盖效果。该天线100定向覆盖水平半功率夹角60度以上，垂直半功率夹角17度；天线200定向覆盖水平半功率夹角60度以上，垂直半功率夹角14度。天线100工作频段是2.4-2.5GHz，天线200工作频段是5.6-5.9GHz。同时，所述天线100双线极化工作，增益>13dBi；天线200右旋圆极化工作，增益>15dBi。基于上述方案形成的天线解决了天线集成一体化，天线增益高，无人机图传和遥控所指向空域的定向覆盖，同时兼顾电波特殊使用环境下散射，多径问题，以及垂直，水平双极化和圆极化，120度无线覆盖等问题。基于上述方案本实用新型的具体实施如下：（1）2.4-2.5GHz天线单元采用并馈，并考虑双极化端口隔离度问题。（2）5.6-5.9GHz右旋圆极化天线单元采用单点馈电双层耦合微带圆极化贴片天线，并在底层贴片天线开中心对称的矩形缝隙提高天线带宽，圆极化天线阵列采用并馈和错位倒相技术，线路对称，结构紧凑，减少占据介质板的面积，降低成本，并且对提高右旋圆极化天线阵列的轴比性能也有帮助。（3）天线馈电采用SMA-KFD57连接器反射铝板背面馈电，为保证驻波，，50欧姆SMA接头馈电与微带线之间匹配，需要进行阻抗调整。（4）2.4-2.5GHz天线载体100，FR4材料，介电常数4.4，并与铝板300地面保持某一固定高度；5.6-5.9GHz天线载体200，罗杰斯微波材料，介电常数3.5。（5）铝板作为天线电路板反射面，上面有孔位，用于与天线三角固定支架相连。该实施例形成的天线性能从结果来看是成功的。端口1数据如表1所示：表1Freq(MHz)24002425245024752500VSWR1.631.221.121.421.73Gain(dBi)13.9314.1414.4514.6214.66端口2数据如表2所示：表2Freq(MHz)24002425245024752500VSWR1.461.241.181.221.30Gain(dBi)13.8114.1014.3514.614.7端口3数据如表3所示：表3Freq(MHz)5600570058005900VSWR1.311.241.181.12Gain(dBi)15.115.215.315.5轴比AR(dB)4.12.01.11.5上述实施方式中的天线结构，双频无人机地面扇区天线的工作频段可以是2.4GHz或5.8GHz（适用于WIFI）；或者433MHz、900MHz、1.2GHz（适用于ISM）；或者840.5-845MHz、1430-1444MHz、2408-2440MHz（适用于其它无人机的合法频段）。在一实施方式中，双频无人机地面扇区天线可以设置为多个，其中相邻两地面扇区天线之间的距离为3km～30km，双频无人机地面扇区天线之间通过光纤通信、微波点到点通信、或者通过网口连到因特网进行互联，从而实现对如无人机的接力跟踪通信。以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3