一种天线及无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，特别是涉及一种天线及应用该天线的无人机。

背景技术：

无人驾驶飞机，简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，是一种通过无线电遥控设备和内置的程序来控制飞行姿态的不载人飞机，由于其具有机动灵活、反应快速、无人驾驶、操作要求低等优点，现已广泛应用于航拍、植保、电力巡检、救灾等众多领域。其中，在无人机中，通过天线实现无人机与其他设备的无线通信，因此，天线是无人机不可或缺的一个重要部件。

目前，市面上天线多以2.4G和5.8G的工作频率为主，其在无人机上要保证至少30～60毫米的垂直距离，这种天线一般安装在电机下方或者固定在安装于电机下方的起落架上，以保证远离机身，避免天线信号被遮挡。但当将无人机应用于航拍、影视拍摄等需要通过摄像装置进行图像采集的领域时，用户对无人机的摄像装置的视野也有着极高的要求，其中一个重要的要求就是：避免任何机身部件遮挡摄像装置的视野。由于天线的安装方式特殊，往往容易成为遮挡摄像装置的视野的机身部件。再者，类似于900M的低频天线由于其具有较好的接收增益和抗干扰能力，也逐渐被应用于无人机上，但该类型的天线的长度至少要达到160mm或以上，若将该类型的天线应用于需要进行图像采集的无人机，其将会对摄像装置的视野产生极其严重的遮挡，影响拍摄效果。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种天线及无人机，能够解决长度较长的天线容易遮挡无人机的摄像装置的拍摄视野的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种天线，应用于无人机，所述无人机包括摄像装置，所述天线包括：天线主体和与所述天线主体连接的弯折部；所述弯折部向避开所述摄像装置的视场角的方向弯折。

可选地，所述天线主体与所述弯折部固定连接。

可选地，所述天线主体与所述弯折部铰接。

可选地，所述天线还设置有限位结构。

可选地，所述天线主体具有第一斜边，所述弯折部具有第二斜边，所述弯折部向所述天线主体弯折时，所述第二斜边与所述第一斜边抵接。

可选地，所述天线主体向垂直于地面的方向延伸。

可选地，所述摄像装置的视场角为FOV，则所述天线主体与所述弯折部所呈角度为：90°+FOV/2或90°-FOV/2。

可选地，所述天线主体与所述弯折部所呈角度为：90°+FOV/2。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的又一个技术方案是：提供一种无人机，该无人机包括机身、与所述机身相连的机臂、设置于所述机臂上的动力装置以及安装于所述机身的下方的摄像装置，还包括如上任一项所述的天线，所述天线设于远离所述机身的位置。

可选地，所述天线设于所述机臂。

可选地，所述天线设于所述动力装置下方。

可选地，所述天线与所述动力装置铰接。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供的天线包括天线主体和与该天线主体连接的弯折部，所述弯折部向避开无人机的摄像装置的视场角的方向弯折，能够在保证具有一定的有效长度以获取较强的无线信号的情况下，避开摄像装置的拍摄视野，从而获得满足用户需求的拍摄画面。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型实施例提供的一种无人机的主视图；

图2是图1所示的天线的其中一种结构的结构示意图；

图3是图1所示的天线的另一种结构的结构示意图；

图4是图1所示的天线的又一种结构的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1是本实用新型实施例提供的一种无人机的主视图，请参阅图1，该无人机100包括：机身10、与机身10相连的机臂20、分别设置在机臂20上的动力装置30、安装于机身10的下方的摄像装置40以及安装于动力装置30的下方的天线50。在本实施例中，通过天线50实现无人机100与外部设备的无线通信连接；由动力装置30为无人机100提供动力，带动无人机100飞行以及进行飞行姿态的调整；通过摄像装置40采集拍摄场景的图像信息。

机身10内可以包括由MCU等电子元器件组成的控制电路组件，该控制电路组件可以包括多个控制模块，如，用于控制动力装置30调整无人机飞行姿态的飞行控制模块、用于导航无人机的北斗模块以及用于处理相关机载设备(如：摄像装置40)所获取的环境信息的数据处理模块等。机臂20的形状和数量均不受限制，其数量可以是两个、四个、六个等等。动力装置30包括安装于机臂20上的驱动装置31和安装于驱动装置31上的螺旋桨32，当驱动装置31运转时，带动螺旋桨32沿着特定的方向(顺时针方向或者逆时针方向)转动，从而为无人机100提供升力，带动无人机100飞行，此外，通过分别调整各驱动装置31的转速或者相对位置，还可以使无人机100实现不同姿态的飞行。摄像装置40可以包括任意能够采集当前拍摄场景的图像的摄像机构，如，相机，该摄像机构可以是单方向的摄像机构也可以是全景摄像机构，所述全景摄像机构可以是单一的全景摄像头，也可以是由可360°转动的云台搭载单向摄像头构成的全景摄像机构。

本实用新型的一实施例中，天线50设置于远离机身10的位置以避免机身10内的部件对天线50造成干扰。在本实施例中，所述天线50安装于机臂20，动力装置30的下方。

特别地，在本实施例中，天线50是一种具有弯折结构的无人机天线，其具有一定的有效长度以获得较强的无线信号，并且能够在摄像装置40工作时巧妙地避开摄像装置40的拍摄视野。

具体地，请一并参考图1-4，天线50包括天线主体51和与天线主体51连接的弯折部52，弯折部52向避开摄像装置40的视场角的方向弯折。其中，天线主体51包括固定端511和第一连接端512，弯折部52包括第二连接端521和悬空端522；天线主体51的固定端511安装于驱动装置31的下方，天线主体51的第一连接端512远离驱动装置31，并且与弯折部52的第二连接端521连接。

其中，在本实施例中，天线主体51是天线50的主体部分，其可以是一根单一的天线(即裸线)，也可以是内置有天线的一个部件。该天线主体51的形状可以包括但不限于：杆状、螺旋状和波浪状等；其横截面形状可以包括但不限于：圆形、三角形、正方形以及其他不规则形状等，在本实用新型实施例中不作具体限定。

一般地，为了保证无人机100与地面的外部设备实现稳定的无线通信，天线主体51与驱动装置31的夹角β需满足：45°＜β≤90°，优选地，为了增强天线50接收/发射的无线信号的强度，天线主体51向垂直于地面的方向延伸，天线主体51的固定端511垂直安装于驱动装置31的下方(即：β＝90°)。其中，天线主体51的固定端511与驱动装置31的连接方式可以是固定连接，如：卡接、叉接等，该连接方式较为简单，适用于搭载具有特定的视场角的摄像装置的无人机。或者，在一些实施例中，天线主体51的固定端511与驱动装置31的连接方式也可以是铰接，在外力的作用下，天线主体51可以绕驱动装置31偏转一定的角度，从而能够根据不同的摄像机构的视场角相应调整天线主体51与驱动装置31的夹角β。进一步地，在另一些实施例中，如图3所示，为了提升天线主体51的固定端511与驱动装置31的连接的稳固性，避免在无人机100飞行的过程中天线主体51与驱动装置31的夹角β发生变化而影响拍摄，还可以在天线主体51的固定端511与驱动装置31的连接处设置第一限位结构53a。其中，该第一限位结构53a可以是一个将夹角β限定于某一预设角度的部件，如：弹簧锁；或者，该第一限位结构53a也可以是一个可以实时调整夹角β的角度的控制装置，该控制装置中包括驱动单元，可以在摄像装置40工作时，根据实际情况实时调整天线主体51与驱动装置31的夹角β，避免无人机100在以其他飞行姿态飞行时，天线50遮挡到摄像装置40的拍摄视野。

在本实施例中，弯折部52是天线50的弯折部分，其长度小于或等于天线主体51的长度，并且向避开摄像装置40的视场角的方向弯折。当天线主体51向垂直于地面的方向延伸时，天线主体51与弯折部52所呈角度(即：天线主体51与弯折部52的夹角α)可以设置为90°+FOV/2或90°-FOV/2，其中，FOV是摄像装置40的视场角。其中，当天线主体51与弯折部52所呈角度为：90°+FOV/2时，弯折部52的悬空端522与机臂20的底部的距离d1大于弯折部52的第二连接端521与机臂20的底部的距离d2，从而可以保证该天线50可以更好地向下发射无线信号和/或接收地面向无人机100发射的无线信号。

其中，弯折部52的第二连接端521与天线主体51的第一连接端511连接，其连接方式可以是固定连接，如：卡接、叉接以及一体式等；或者，其连接方式也可以是铰接，在外力的作用下，弯折部52可以绕天线主体51转动，从而能够根据不同的摄像装置40的视场角相应调整天线主体51与弯折部52的夹角α。进一步地，在另一些实施例中，为了提升天线主体51与弯折部52连接的稳固性，避免在无人机100飞行的过程中天线主体51与弯折部52的夹角α发生变化而影响拍摄，还可以在弯折部52的连接处设置第二限位结构53b。其中，该第二限位结构53b可以是一个将夹角α限定于某一预设角度的部件，如：弹簧锁；或者，该第二限位结构53b也可以是一个可以实时调整夹角α的角度的控制装置，该控制装置中包括驱动单元，可以根据实际情况实时调整主天线51与副天线52的夹角α。或者，在又一些实施例中，也可以通过改变天线主体51和弯折部52的形状，在天线50中形成限位结构。比如，如图4(a)所示，天线主体51具有第一斜边5121，弯折部52具有第二斜边5211，当弯折部52向天线主体51弯折时，如图4(b)所示，第二斜边5211与第一斜边5121抵接，从而将弯折部52与天线主体51所呈角度限定于第一斜边5121所在方向与天线主体51所在方向的夹角。

当天线50中同时包括第一限位结构53a和第二限位结构53b，且该第一限位结构53a和第二限位结构53b均为控制装置时，还可以以联动的方式同时调整夹角α和夹角β的值，提升该天线50的灵活性。例如：在摄像装置40正在工作的情况下，可以根据无人机100的飞行状态，通过第二限位结构53b调整夹角α和/或通过第一限位结构53a调整夹角β，以避免无人机100在以其他飞行姿态飞行时天线50遮挡到摄像装置40的拍摄视野；或者，当无人机100仍然执行飞行任务但摄像装置40停止工作时，可以通过第二限位结构53b调整夹角α和/或通过第一限位结构53a调整夹角β以使得弯折部52和/或天线主体51与地面垂直，从而能够获得更强的无线信号；又或者，当需要收纳无人机100时，也可以通过限位结构53b调整夹角α＝0°，以及通过第一限位结构53a减小夹角β的值，从而缩小天线50所占用的空间。

在实际的应用中，可以根据摄像装置40和天线50的安装位置、天线50所需的总长以及摄像装置40的视场角来选择合适的天线50(即：确定天线50的天线主体51的长度L1以及天线主体51与弯折部52的夹角α)。

举例说明：如图1所示，无人机100当前处于水平飞行或者水平悬停状态，天线50垂直安装于驱动装置31的下方(即：天线主体51与驱动装置31的夹角β＝90°)。假设：摄像装置40的视场角为FOV，与该视场角FOV对应的最大拍摄视线为X，最大拍摄视线X所包覆的范围即摄像装置40的拍摄视野；螺旋桨32单个叶片的长度为R，驱动装置31在竖直方向上的长度为M；天线50的所需的总长为L_tot。首先，为了保证天线50的天线主体51避开摄像装置40的拍摄视野(即：天线主体51的第一连接端512位于摄像装置40的最大拍摄视线X之外)，天线50的天线主体51的长度L1需满足：L1≤R*tan(FOV/2)-M；其次，为了保证弯折部52也避开摄像装置40的拍摄视野(即弯折部52的第二连接端521和悬空端522均位于摄像装置40的最大拍摄视线X之外)，天线主体51与弯折部52的夹角α需满足：180°-β＜α≤180°-β+FOV/2。此外，若L1＝R*tan(FOV/2)-M＜L_tot/2(说明此时天线主体51的长度小于弯折部52的长度)，则需重新调整天线主体51与驱动装置31的夹角β、天线主体51的长度L1以及天线主体51与弯折部52的夹角α或者更换天线50的型号，以在保证天线主体51的长度大于或等于弯折部52的长度的情况下，使弯折部52的悬空端522与机臂2的底部的距离d1大于弯折部52的第二连接端521与机臂2的底部的距离d2，并且弯折部52的连接端521和悬空端522均位于摄像装置40的最大拍摄视线X之外(即天线50避开摄像装置40的拍摄视野)。

其中，应当理解的是，在本实施例中，仅以摄像装置40的最大拍摄视线X为摄像装置40与螺旋桨32的连线为例进行解释说明，并不用于限定本实用新型，在另一些实施例中，摄像装置40的最大拍摄视线也可以是如图1中所示的X’或者其他视线。

总的来说，区别于现有技术的情况，本实用新型实施例提供的天线包括天线主体和与该天线主体连接的弯折部，所述弯折部向避开无人机的摄像装置的视场角的方向弯折，能够在保证具有一定的有效长度以获取较强的无线信号的情况下，在摄像装置工作时，巧妙地避开该摄像装置的拍摄视野，从而获得满足用户需求的拍摄画面。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。