CN216288943U - 一种适用于中型无人机通信的宽带共形贴片天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于中型无人机通信的宽带共形贴片天线,中型无人机包括碳纤维尾杆,包括曲面金属地板、曲面辐射金属贴片及同轴馈线,所述曲面金属地板固定在碳纤维尾杆上,所述曲面金属地板及曲面辐射金属贴片通过短路金属螺丝接地短路,所述曲面辐射金属贴片固定在曲面金属地板的外围,两者之间间隔空气层,所述同轴馈线的两端分别与曲面金属地板及曲面辐射金属贴片连接,所述曲面辐射金属贴片开有第一矩形槽及第二矩形槽,第一及第二矩形槽关于曲面辐射金属贴片中心点对称设置。本实用具有较宽的带宽,同时具有良好的方向性。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信领域,具体涉及一种适用于中型无人机通信的宽带共形贴片天线。
背景技术
无人机遥测系统天线的设计普遍存在着一些限制因素。设计中的重点是天线要尽可能紧凑、稳定且轻量化,以降低甚至消除对无人机空气动力性能的影响。共形天线的由来已久,也是当前热门的研究方向,在部分典型的文献中提出了一些经典的共形天线结构,这些工作都各有所长,解决了一部分共形天线的难点,但不足之处在于共形的过程中降低了天线的性能。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足,本实用提供一种适用于中型无人机通信的宽带共形贴片天线,特别涉及433MHz通信。
本实用新型采用如下技术方案:
一种适用于中型无人机通信的宽带共形贴片天线,中型无人机包括碳纤维尾杆,宽带共形贴片天线包括曲面金属地板、曲面辐射金属贴片及同轴馈线,所述曲面金属地板固定在碳纤维尾杆上,所述曲面辐射金属贴片固定在曲面金属地板的外围,两者之间间隔空气层,所述曲面金属地板及曲面辐射金属贴片通过短路金属螺丝接地短路,所述同轴馈线的两端分别与曲面金属地板及曲面辐射金属贴片连接,所述曲面辐射金属贴片开有第一矩形槽及第二矩形槽,第一矩形槽及第二矩形槽关于曲面辐射金属贴片中心点对称设置。
进一步,所述短路金属螺丝为三个,设置在曲面辐射金属贴片的一侧。
进一步,所述同轴馈线的一端接N型公头与曲面金属地板连接,另一端金属内芯弯折90°后与曲面辐射金属贴片连接。
进一步,所述曲面金属地板为圆环形。
进一步,所述曲面辐射金属贴片为圆弧形曲面,设置在曲面金属地板的中心位置。
进一步,所述第一矩形槽及第二矩形槽沿着曲面辐射金属贴片的宽度方向设置,且一端开口。
进一步,同轴馈线与曲面辐射金属贴片的连接点设置在两个矩形槽之间。
进一步,所述曲面辐射金属贴片通过六根塑料支撑螺丝固定在曲面金属地板外围。
进一步,所述曲面金属辐射贴片的弧长是天线在433MHz工作时波长的二分之一。
进一步,宽带共形贴片天线以共形的形式设置在无人机碳纤维杆上。
本实用新型的有益效果:
(1)本实用新型将贴片天线以共形的形式集成在一个直径110mm的无人机碳纤维尾杆上,确保了无人机的空气动力学性能最优,结构设计合理,且使用方便。
(2)本实用新型通过在曲面辐射金属贴片开有两条矩形槽来提升天线的带宽。
(3)本实用新型在贴片的一侧引入了三个短路金属螺丝,将曲面辐射金属贴片及曲面金属地板进行短路连接,实现了天线的小型化。
(4)为了让天线提高耐久度,天线的材质全部选择了铝合金板,通过短路金属螺丝和塑料螺丝进行固定以达到较好稳定性及可维护性。
(5)由本实用新型的仿真结果可知,天线具有较宽的带宽,同时具有良好的方向性,因此该天线具有较好的工程应用价值。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
图2是本实用新型的侧视图;
图3是本实用新型在工作频率上的回波损耗及实际增益图;
图4是本实用新型在433MHz,phi=0deg的辐射方向图;
图5是本实用新型在433MHz,phi=90deg的辐射方向图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图,对本实用新型作进一步地详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1及图2所示,一种适用于中型无人机通信的宽带共形贴片天线,中型无人机包括110mm碳纤维尾杆,该天线是以共形的形式集成在一个直径110mm的碳纤维尾杆5上,具体包括曲面金属地板1、曲面辐射金属贴片2、第一矩形槽3、第二矩形槽4,所述曲面金属地板固定在碳纤维尾杆上,具体固定部分及占碳纤维尾杆的尺寸只要满足天线固定及天线接地即可。
所述曲面辐射金属贴片具体为圆弧形曲面,通过六根塑料支撑螺丝7设置在曲面金属地板的外围,具体为曲面金属地板中心位置的外围,曲面金属地板及曲面辐射金属贴片之间设置空气介质。为了实现天线的带宽,曲面辐射金属贴片开有第一矩形槽及第二矩形槽,所述第一矩形槽及第二矩形槽关于曲面辐射金属贴片的中心点对称设置,两个矩形槽沿着圆弧的宽度方向设置,且一端开口。
曲面金属辐射金属贴片的一侧设置三个短路金属螺丝6与曲面金属地板连接,用于接地短路,实现了天线的小型化。
所述同轴馈线8被同轴馈线固定结构9固定于曲面金属地板1上,所述曲面金属地板1通过金属地板固定装置10固定在碳纤维尾杆5上。同轴馈线末端连接至曲面辐射金属贴片上指定的馈电孔。所述该馈电孔位于曲面金属辐射贴片中两个矩形槽之间的位置。所述同轴馈线首端接N型公头,末端金属内芯弯折90°后与曲面辐射金属贴片连接。
本实施例的优选参数如表1所示:
表1
本实用新型将贴片天线以共形的形式集成在一个直径110mm的无人机碳纤维尾杆上,确保了无人机的空气动力学性能最优。通过在接地曲面贴片天线表面开两条矩形槽来提升天线的带宽。在贴片的一侧引入了三个短路金属螺丝,实现了天线的小型化。为了让天线提高耐久度,天线的材质全部选择了铝合金板,通过金属螺丝和塑料螺丝进行固定以达到较好稳定性及可维护性。
如图3、图4及图5所示,对于本实施例进行仿真,仿真和测试环境为HFSS,通过仿真软件进行设计,获得了反射系数、驻波比、增益和辐射方向图等最佳时的天线参数。由仿真结果可知,天线具有较宽的带宽,同时具有良好的方向性,因此该天线具有较好的工程应用价值。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于中型无人机通信的宽带共形贴片天线,中型无人机包括碳纤维尾杆,其特征在于,包括曲面金属地板、曲面辐射金属贴片及同轴馈线,所述曲面金属地板固定在碳纤维尾杆上,所述曲面辐射金属贴片固定在曲面金属地板的外围,两者之间间隔空气层,所述曲面金属地板及曲面辐射金属贴片通过短路金属螺丝接地短路,所述同轴馈线的两端分别与曲面金属地板及曲面辐射金属贴片连接,所述曲面辐射金属贴片开有第一矩形槽及第二矩形槽,第一矩形槽及第二矩形槽关于曲面辐射金属贴片中心点对称设置。
2.根据权利要求1所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,所述短路金属螺丝为三个,设置在曲面辐射金属贴片的一侧。
3.根据权利要求1所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,所述同轴馈线的一端接N型公头与曲面金属地板连接,另一端金属内芯弯折90°后与曲面辐射金属贴片连接。
4.根据权利要求1所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,所述曲面金属地板为圆环形。
5.根据权利要求1所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,所述曲面辐射金属贴片为圆弧形曲面,设置在曲面金属地板的中心位置。
6.根据权利要求1所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,所述第一矩形槽及第二矩形槽沿着曲面辐射金属贴片的宽度方向设置,且一端开口。
7.根据权利要求5所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,同轴馈线与曲面辐射金属贴片的连接点设置在两个矩形槽之间。
8.根据权利要求1-7任一项所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,所述曲面辐射金属贴片通过六根塑料支撑螺丝固定在曲面金属地板外围。
9.根据权利要求1-7任一项所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,所述曲面金属辐射贴片的弧长是天线在433MHz工作时波长的二分之一。
10.根据权利要求1-7任一项所述的宽带共形贴片天线,其特征在于,宽带共形贴片天线以共形的形式设置在碳纤维尾杆上。
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