CN208806359U - 无人飞行器及其天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无人飞行器及其天线。一种无人飞行器的天线，包括承载板、第一天线模块、第二天线模块及第三天线模块。第一天线模块与第二天线模块相对设置，第三天线模块设于第二天线模块远离第一天线模块的一侧。第一天线模块包括第一馈电带以及与第一馈电带电连接的与第一振子单元，第二天线模块包括第二馈电带以及与第二馈电带电连接的第二振子单元，第三天线模块包括第三馈电带以及与第三馈电带电连接的第三振子单元，第三馈电带与第二馈电带电连接。上述无人飞行器的天线实现全向性较好。并且，上述天线的结构简单，体积较小，实现了小型化设计。

Description

无人飞行器及其天线

技术领域

本实用新型涉及无人机天线技术领域，特别是一种无人飞行器及其天线。

背景技术

针对无人飞行器或其他图传设备的天线设计中，多频天线最常用的方案为单极子或倒F天线等，但是该类型天线全向性不能覆盖多频段。并且，在使用中对天线的全向性要求越来越高，此外通信链路越来越多，双频天线已不能满足现有通信需求。并且，通常无人飞行器的天线为保证信号传输质量，往往设计的天线体积较大。但是对于无人飞行器领域，天线的体积过大往往影响无人飞行器的设计，不利于无人飞行器的小型化设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种体积较小的无人飞行器及其天线。

一种无人飞行器的天线，包括：承载板、第一天线模块、第二天线模块及第三天线模块，所述第一天线模块、第二天线模块及第三天线模块均设置于所述承载板，所述第一天线模块与所述第二天线模块相对设置，所述第三天线模块设于所述第二天线模块远离所述第一天线模块的一侧；

所述第一天线模块包括第一馈电带以及与所述第一馈电带电连接的与第一振子单元，所述第二天线模块包括第二馈电带以及与所述第二馈电带电连接的第二振子单元，所述第三天线模块包括第三馈电带以及与所述第三馈电带电连接的第三振子单元，所述第三馈电带与所述第二馈电带电连接。

一种无人飞行器，包括：

机架；

多个动力装置，设于所述机架；

飞行控制系统，设于所述机架，所述飞行控制系统与所述多个动力装置通信连接，用于控制所述多个动力装置提供飞行动力；

图像拍摄装置，安装在所述机架；

上述的天线，安装在所述机架；

其中，所述天线与所述飞行控制系统以及所述图像拍摄装置通信连接，所述飞行控制系统通过所述天线接送地面控制端的控制信号，所述图像拍摄装置通过所述天线向所述地面控制端传送图像数据。

上述无人飞行器及其天线，设置有第一天线模块、第二天线模块及第三天线模块。第一天线模块与第二天线模块相对设置形成偶极子方案。偶极子方案对应高频段。实现小型化，第三天线模块对应单极子方案，单极子方案对应低频段。因此，上述无人飞行器的天线实现了覆盖840MHz-845MHz和1430MHz-1444MHz两个频段，全向性较好。并且，上述天线的结构简单，体积较小，实现了小型化设计。

附图说明

图1为本实施方式的无人飞行器的立体图；

图2为图1所示的无人飞行器的电学模块化示意图；

图3为本实施方式的无人飞行器的天线的结构图；

图4为图3所示的天线的驻波仿真图；

图5为图3所示的天线在1.4GHZ的信号仿真图；

图6为图3所示的天线在840MHz的信号仿真图。

附图标记说明如下：10、无人飞行器；11、中心体；12、机臂；13、脚架；14、动力装置；15、飞行控制系统；16、图像拍摄装置；20、天线；21、第一天线模块；211、第一馈电带；212、第一振子单元；213、第一枝节；2131本体；2132、回弯部；2133、第一回弯臂；2134、第二回弯臂；214、第一馈电导引；22、第二天线模块；221、第二馈电带；222、第二振子单元；223、第二枝节；224、第二馈电导引；23、第三天线模块；231、第三馈电带；232、第三振子单元；233、第一弯折部；234、第二弯折部；2340、连接臂；2341、第一弯折臂；2342、第二弯折臂；2343、第三弯折臂；2344、第四弯折臂；2345、第五弯折臂；24、馈电模块；241、馈电部；242、接地部；25、承载板。

具体实施方式

尽管本实用新型可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本实用新型原理的示范性说明，而并非旨在将本实用新型限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本实用新型的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

以下结合本说明书的附图，对本实用新型的一些实施方式予以进一步地详尽阐述。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1及图2，提供一种无人飞行器。一种无人飞行器10包括机架11、多个动力装置14、飞行控制系统15、图像拍摄装置16及天线20。

请参阅图1，机架包括中心体11、机臂12及脚架13。机臂12与中心体11连接。脚架与中心体11及机臂12连接。在其他实施方式中，脚架13也可以直接设于中心体11或机臂12上。

多个动力装置14设于机12上。动力装置14可以为螺旋桨，为整个无人飞行器飞行提供动力。

飞行控制系统15设于机架11的中心体上。飞行控制系统15与多个动力装置14通信连接，用于控制多个动力装置14提供飞行动力。可以理解，飞行控制系统15可以控制动力装置14的转速调节。

请参阅图2，图像拍摄装置16安装在机架11的中心体11。在无人飞行器的飞行过程中，进行图像数据的采集。图像拍摄装置16可以为摄像头。

天线20安装于脚架13。在其他实施方式中，天线20还可以安装在机架11的其他结构内。天线20用于为无人机飞行器10提供信号传输。天线20与飞行控制系统15以及图像拍摄装置16通信连接。飞行控制系统15通过天线20接送地面控制端的控制信号，图像拍摄装置16通过天线20向地面控制端传送图像数据。

参见图3，具体在本实施方式的无人飞行器的天线20包括第一天线模块21、第二天线模块22及第三天线模块23。第一天线模块21与第二天线模块22相对设置。第三天线模块23设于第二天线模块22远离第一天线模块21的一侧。

第一天线模块21包括第一馈电带211以及与第一馈电带211电连接的与第一振子单元212。第二天线模块22包括第二馈电带221以及与第二馈电带221电连接的第二振子单元222。第三天线模块23包括第三馈电带231以及与第三馈电带231电连接的第三振子单元232。第三馈电带231与第二馈电带221电连接。

第一振子单元212与第二振子单元222呈镜像对称设置。

第一振子单元212及第二振子单元222均包括多个枝节。第一振子单元212的枝节相对设置于第一馈电带211的两端。第二振子单元222的枝节相对设置于第二馈电带221的两端。具体在本实施方式中，第一振子单元212与第二振子单元222分别包括两个枝节。为方便说明，第一振子单元212包括两个第一枝节213。第二振子单元222包括两个第二枝节223。即，两个第一枝节213分别设于第一馈电带211的两端。两个第二枝节223分别设于第二馈电带221的两端。

多个枝节呈镜像对称设置。即，两个第一枝节213相互呈镜像设置。两个第二枝节223相互呈镜像设置。且，两个第一枝节213与两个第二枝节223也相互呈镜像设置。

具体在本文中，枝节以第一枝节213为例进行说明。第二枝节223与第一枝节213的结构相似，此处不再赘述。

第一枝节213包括本体2131及回弯部2132。本体2131沿天线的延伸方向延伸。本体2131呈直线型。回弯部2132设于本体2131末端。回弯部2132呈弯折状。

回弯部2132包括第一回弯臂2133。第一回弯臂2133相较于本体2131倾斜第一预设角度并朝向天线内侧弯折延伸。第一回弯臂2133的长度小于等于本体2131与第三馈电带231之间的距离。第一回弯臂2133不会在第一振子单元212的横向方向上增大尺寸，在保持第一振子单元212的最短横向尺寸的同时，尽量缩小第一振子单元212的纵向尺寸。

第一预设角度为60度～120度。第一回弯臂2133以第一预设角度进行发生弯折，从而减小第一枝节213的纵向长度。具体在本实施方式中，第一预设角度为90度。即，第一回弯臂2133与本体2131相互垂直设置。

第一回弯臂2133的末端设有第二回弯臂2134。

第二回弯臂2134相较于第一回弯臂2133倾斜第二预设角度并朝向第一馈电带211弯折延伸。第二预设角度为60度～120度。第二回弯臂2134以第二预设角度进行发生弯折，从而减小第一枝节213的宽度。具体在本实施方式中，第二预设角度为90度。即，第二回弯臂2134与第一回弯臂2133相互垂直设置。

第二回弯臂2134的长度小于第一回弯臂2133的末端与第一馈电带211之间的距离。第一枝节213的自由端与第二枝节223的自由端之间的距离大于两枝节的干扰距离，因此，可以避免第一枝节213的第二回弯臂2134的自由端与第二枝节223的第二回弯臂2134的自由端之间距离过小，相互产生干扰。

在其他实施方式中，第一振子单元212还可以包括四个枝节或六个枝节等。此处对枝节的个数不做限定。并且，枝节的弯折部还可以包括三个、四个回弯臂等。

第一馈电带211与第二馈电带221相互紧邻设置。第一天线模块21与第二天线模块22之间紧邻设置，不占用多余的空间，尽量减小天线的纵向长度。

无人飞行器的天线20还包括馈电模块24。第二馈电带221与馈电模块24电性连接，第一馈电带211通过馈电模块24接地。馈电模块24设于第二天线模块22远离第一天线模块21的一侧。馈电模块24为馈电同轴线。馈电同轴线包括同轴设置的馈电部241及接地部242。接地部242位于馈电部241的外侧。第一馈电带211与接地部242连接。

第一天线模块21的第一馈电带211与馈电模块24电性连接，第二天线模块22的第二馈电带221通过馈电模块24接地。第一天线模块21的还设有第一馈电导引214，第一馈电带211通过第一馈电导引214接地。具体地，第一馈电导引214的一端与第一馈电带211的中部连接，第一馈电导引214的另一端与馈电模块24的馈电部241连接。

第二天线模块22的还设有第二馈电导引224。第二馈电带221通过第二馈电导引224与馈电模块24电性连接。具体地，第二馈电导引224的一端与第二馈电带221的中部连接。

第三天线模块23的第三馈电带231与第二馈电带221垂直设置。具体地，第三馈电带231与第二馈电带221的中部连接。第三天线模块23从第二天线模块22的中部引出。

第三天线模块23的第三振子单元232包括第一弯折部233及第二弯折部234。第一弯折部233靠近第二天线模块22设置，第一弯折部233的一端与第三馈电带231连接。第三馈电带231通过第二馈电带221与馈电模块24的馈电部电连通。

具体在本实施方式中，第一弯折部233设有多个S形的折弯。S形结构使第一弯折部233占用的空间较小。第一弯折部233设有5个折弯。折弯的个数根据谐振频率设定。

第二弯折部234设有多个弯折臂。第二弯折部234采用折臂弯折结构，避免第二弯折部234与第一弯折部233耦合严重，保证低频谐振良好。

具体地，弯折臂依次包括第一弯折臂2341、第二弯折臂2342、第三弯折臂2343及第四弯折臂2344。

第一弯折部233的另一端设有连接臂2340。连接臂2340从第一弯折部233的中部延伸出来。第一弯折臂2341与连接臂2340连接，第一弯折臂2341相较于连接臂2340倾斜第三预设角度并朝向天线的外侧延伸。第三预设角度为60度～120度。第一弯折臂2341以第三预设角度进行发生弯折。具体在本实施方式中，第三预设角度为90度。即，第一弯折臂2341与连接臂2340相互垂直设置。

第二弯折臂2342设于第一弯折臂2341的末端。第二弯折臂2342相较于第一弯折臂2341倾斜第四预设角度并背向第一弯折部233弯折延伸。第四预设角度为60度～120度。第二弯折臂2342以第四预设角度进行发生弯折，从而减小第一弯折臂2341的纵向长度。具体在本实施方式中，第四预设角度为90度。即，第二弯折臂2342与第一弯折臂2341相互垂直设置。

第三弯折臂2343设于第二弯折臂2342的末端。第三弯折臂2343相较于第二弯折臂2342倾斜第五预设角度并朝向天线的另一侧延伸。第五预设角度为60度～120度。第三弯折臂2343以第五预设角度进行发生弯折，从而减小第二弯折臂2342的纵向长度。具体在本实施方式中，第五预设角度为90度。即，第三弯折臂2343与第二弯折臂2342相互垂直设置。

第三弯折臂2343的宽度大于第二弯折臂2342的宽度。

第四弯折臂2344设于第三弯折臂2343的末端。第四弯折臂2344相较于第三弯折臂2343倾斜第六预设角度并朝向第一弯折部233延伸。第六预设角度为60度～120度。第四弯折臂2344以第六预设角度进行发生弯折，从而减小第三弯折臂2343的横向长度。具体在本实施方式中，第六预设角度为90度。即，第四弯折臂2344与第三弯折臂2343相互垂直设置。

第四弯折臂2344的宽度小于第三弯折臂2343的宽度，且第四弯折臂2344的宽度大于第二弯折臂2342的宽度。

第五弯折臂2345设于第四弯折臂2344的末端。第五弯折臂2345相较于第四弯折臂2344倾斜第七预设角度并朝向第二弯折部234的一侧延伸。第七预设角度为60度～120度。第五弯折臂2345以第七预设角度进行发生弯折，从而减小第四弯折臂2344的纵向长度。具体在本实施方式中，第七预设角度为90度。即，第五弯折臂2345与第四弯折臂2344相互垂直设置。

具体在本实施方式中，第一天线模块21与第二天线模块22为半波偶极子振子。第一天线模块21与第二天线模块22的枝节为1.4GHZ频段振子枝节。

第三天线模块23为单极子振子。第三天线模块23的第三振子单元232为840MHZ频段单极子振子。

具体在本实施方式的天线20还包括承载板25。承载板25用于承载第一天线模块21、第二天线模块22、第三天线模块23及馈电模块24。

因此，请参阅图4，图4为天线的驻波仿真图。为天线s参数仿真图，可见2个频段840MHz-845MHz，1430MHz-1444MHz的驻波均小于3。

请参阅图5，图5为本实施方式的无人飞行器的天线1.4GHZ的信号仿真图。从图6中可见phi＝0度平面，不圆度小于2dB，实现了全向性，且增益为0.98dBi，天线能够较好的实现低频频段的全面覆盖。

图6为本实施方式的无人飞行器的天线840MHz的信号仿真图。从图6中可以看出，在phi＝0度平面，不圆度小于1dB，全向性能极好，增益为1.54dBi。天线能够较好的实现高频频段的全面覆盖。

并且，上述天线的结构简单，体积较小，实现了小型化设计。上述天线的尺寸为100mm*10mm*0.8mm。

上述无人飞行器及其天线，设置有第一天线模块21、第二天线模块22及第三天线模块23。第一天线模块21与第二天线模块22相对设置形成偶极子方案。偶极子方案对应高频段。实现小型化，第三天线模块23对应单极子方案，单极子方案对应低频段。因此，上述无人飞行器的天线实现了覆盖840MHz-845MHz和1430MHz-1444MHz两个频段，全向性较好。并且，上述天线的结构简单，体积较小，实现了小型化设计。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (30)

1.一种无人飞行器的天线，其特征在于，包括：承载板、第一天线模块、第二天线模块及第三天线模块，所述第一天线模块、第二天线模块及第三天线模块均设置于所述承载板，所述第一天线模块与所述第二天线模块相对设置，所述第三天线模块设于所述第二天线模块远离所述第一天线模块的一侧；

所述第一天线模块包括第一馈电带以及与所述第一馈电带电连接的与第一振子单元，所述第二天线模块包括第二馈电带以及与所述第二馈电带电连接的第二振子单元，所述第三天线模块包括第三馈电带以及与所述第三馈电带电连接的第三振子单元，所述第三馈电带与所述第二馈电带电连接。

2.根据权利要求1所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一振子单元与所述第二振子单元呈镜像对称设置；

或者，所述第三天线模块的第三振子单元为840MHZ频段单极子振子；

或者，所述第一天线模块与所述第二天线模块为半波偶极子振子；

或者，所述第三天线模块为单极子振子。

3.根据权利要求1所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一振子单元及所述第二振子单元均包括多个枝节。

4.根据权利要求3所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一振子单元的所述枝节相对设置于所述第一馈电带的两端；所述第二振子单元的所述枝节相对设置于所述第二馈电带的两端；

或者，多个所述枝节呈镜像对称设置；

或者，所述枝节为1.4GHZ频段振子枝节。

5.根据权利要求3所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述枝节包括本体及设于所述本体末端的回弯部，所述本体沿所述天线的延伸方向延伸。

6.根据权利要求5所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述回弯部包括第一回弯臂，所述第一回弯臂相较于所述本体倾斜第一预设角度并朝向所述天线内侧弯折延伸。

7.根据权利要求6所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一预设角度为60度～120度；

或者，所述第一预设角度为90度；

或者，所述第一回弯臂的长度小于等于所述本体与所述第三馈电带之间的距离。

8.根据权利要求6所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一回弯臂的末端设有第二回弯臂。

9.根据权利要求8所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第二回弯臂相较于所述第一回弯臂倾斜第二预设角度并朝向所述第一馈电带弯折延伸。

10.根据权利要求9所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第二预设角度为60度～120度；

或者，所述第二预设角度为90度。

11.根据权利要求1所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一馈电带与所述第二馈电带相互紧邻设置，所述第三馈电带与所述第二馈电带垂直设置。

12.根据权利要求11所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第三馈电带与所述第二馈电带的中部连接。

13.根据权利要求1所述的无人飞行器的天线，其特征在于，还包括馈电模块，所述馈电模块设置于所述承载板，所述第二馈电带与所述馈电模块电性连接，所述第一馈电带通过所述馈电模块接地。

14.根据权利要求13所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一天线模块的还设有第一馈电导引，所述第一馈电带通过所述第一馈电导引接地。

15.根据权利要求14所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一馈电导引的一端与所述第一天线模块的馈电带的中部连接。

16.根据权利要求13所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第二天线模块的还设有第二馈电导引，所述第二馈电带通过所述第二馈电导引与所述馈电模块电性连接。

17.根据权利要求16所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第二馈电导引的一端与所述第二天线模块的馈电带的中部连接。

18.根据权利要求13所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述馈电模块为馈电同轴线，所述馈电同轴线包括同轴设置的馈电部及接地部，所述接地部位于所述馈电部的外侧，所述第一馈电带与所述接地部连接。

19.根据权利要求1所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第三天线模块的第三振子单元包括第一弯折部及第二弯折部，所述第一弯折部靠近所述第二天线模块设置，所述第一弯折部的一端与所述第三馈电带连接。

20.根据权利要求19所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一弯折部设有多个S形的折弯；

或者，所述第二弯折部设有多个弯折臂。

21.根据权利要求20所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一弯折部的另一端设有连接臂，所述连接臂从所述第一弯折部的中部延伸出来，所述弯折臂包括第一弯折臂，所述第一弯折臂与所述连接臂连接，所述第一弯折臂相较于所述连接臂倾斜第三预设角度并朝向所述天线的外侧延伸。

22.根据权利要求21所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第一弯折臂的末端设有第二弯折臂，所述第二弯折臂相较于所述第一弯折臂倾斜第四预设角度并背向所述第一弯折部弯折延伸。

23.根据权利要求22所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第二弯折臂的末端设有第三弯折臂，所述第三弯折臂相较于所述第二弯折臂倾斜第五预设角度并朝向所述天线的另一侧延伸。

24.根据权利要求23所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第三弯折臂的宽度大于所述第二弯折臂的宽度。

25.根据权利要求23所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第三弯折臂的末端设有第四弯折臂，所述第四弯折臂相较于所述第三弯折臂倾斜第六预设角度并朝向所述第一弯折部延伸。

26.根据权利要求25所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第四弯折臂的宽度小于所述第三弯折臂的宽度，且所述第四弯折臂的宽度大于所述第二弯折臂的宽度。

27.根据权利要求25所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第四弯折臂的末端设有第五弯折臂，所述第五弯折臂相较于所述第四弯折臂倾斜第七预设角度并朝向所述第二弯折部的一侧延伸。

28.根据权利要求27所述的无人飞行器的天线，其特征在于，所述第三预设角度、所述第四预设角度、所述第五预设角度、所述第六预设角度及所述第七预设角度中的一个或多个为60度～120度；

或者，所述第三预设角度、所述第四预设角度、所述第五预设角度、所述第六预设角度及所述第七预设角度中的一个或多个为90度。

29.一种无人飞行器，其特征在于，包括：

机架；

多个动力装置，设于所述机架；

飞行控制系统，设于所述机架，所述飞行控制系统与所述多个动力装置通信连接，用于控制所述多个动力装置提供飞行动力；

图像拍摄装置，安装在所述机架；

权利要求1～28任一所述的天线，安装在所述机架；

其中，所述天线与所述飞行控制系统以及所述图像拍摄装置通信连接，所述飞行控制系统通过所述天线接送地面控制端的控制信号，所述图像拍摄装置通过所述天线向所述地面控制端传送图像数据。

30.根据权利要求29所述的无人飞行器，其特征在于，所述机架包括中心体、机臂、脚架，所述机臂与所述中心体连接，所述脚架与所述中心体或/及所述机臂连接，所述天线安装于所述脚架。