CN216850309U - 一种gnss与微波传输合一的无人机天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，包括GNSS天线（1）、固定结构件（2）和微波传输天线（3），所述固定结构件（2）顶部连接GNSS天线（1）底部，固定结构件（2）底部连接微波传输天线（3）顶部，所述GNSS天线（1）的GNSS射频信号线（1‑3）穿过固定结构件（2）与微波传输天线（3）连接，微波传输天线（3）底部设置有对外射频连接端子（3‑5），对外射频连接端子（3‑5）与无人机顶部固定并电连接。

Description

一种GNSS与微波传输合一的无人机天线

技术领域

本实用新型属于无人机天线技术领域，具体涉及一种GNSS与微波传输合一的无人机天线。

背景技术

无人机在应用过程中需要利用GNSS系统进行地理坐标定位，其采用模组化、或芯片设计，通过接收GPS、北斗、伽利略、格洛纳斯等导航卫星发射的星座坐标进行定位，其导航无线信号首先经过导航接收天线。

无人机在应用过程中，需要与地面控制中心进行消息交互，以及在自主飞行时，需要将自身消息传输给地面。因此，无人机与地面站交互消息一般包括遥控、遥测、图像。根据目前无人机行业规范，及国家无线频谱规范，一般的无线传输包括400Mhz频段、800MHz频段、1.4GHz频段、2.4GHz频段、5.8GHz频段，各频段传输必须用到微波传输天线。

在无人机整机设计中，一般将GNSS天线和微波天线分为两部分进行设计，安装，使用，占用无人机较多空间，并且易于造成整机设计互相制约，其主要有：GNSS天线要求一般位于无人机最高点，避免受到无人机其它模块电磁干扰，因此GNSS天线一般带有加长杆。微波天线由于受到无人机机体遮挡影响，一般要求安装在机体底部或者顶部。当两种类型天线均安装于机体顶部，容易产生电磁兼容的问题，因此必须拉开天线距离，这样就与就近进行天线装配产生矛盾。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种GNSS与微波传输合一的无人机天线。

为了解决技术问题，本实用新型的技术方案是：一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，包括GNSS天线、固定结构件和微波传输天线，所述固定结构件顶部连接GNSS天线底部，固定结构件底部连接微波传输天线顶部，所述GNSS天线的GNSS射频信号线穿过固定结构件与微波传输天线连接，微波传输天线底部设置有对外射频连接端子，对外射频连接端子与无人机顶部固定并电连接。

优选的，所述GNSS天线还包括陶瓷天线、底板和GNSS天线罩，陶瓷天线安装于底板上侧，GNSS天线罩将陶瓷天线包裹在内，并且GNSS天线罩周边与底板周边密封连接，所述底板中心设置有通孔，GNSS射频信号线穿过通孔与陶瓷天线连接，所述底板底部设置有圆形螺纹槽，通孔位于圆形螺纹槽中心位置，圆形螺纹槽与固定结构件顶部外圆周螺纹连接。

优选的，所述底板为圆形板，GNSS天线罩为半圆形罩体。

优选的，所述固定结构件圆柱形管状结构，固定结构件顶部周向设置有外螺纹，固定结构件底部周向设置有螺钉孔，固定结构件底部与微波传输天线顶部套接，紧固螺钉穿过螺钉孔将固定结构件与微波传输天线固定连接。

优选的，所述固定结构件底部周向设置有两个螺钉孔，两个螺钉孔位置相对，紧固螺钉为两个，两个紧固螺钉分别穿过两个螺钉孔将固定结构件与微波传输天线3固定连接。

优选的，所述固定结构件为圆台形管状结构，固定结构件顶部周向设置有等径外螺纹，固定结构件底部周向设置有螺钉孔，固定结构件底部设置有与微波传输天线配合的台阶通孔。

优选的，所述微波传输天线还包括微波天线保护壳、微波天线、射频双工器和微波传输射频信号线，所述微波天线保护壳为圆柱形管状结构，微波天线、射频双工器和微波传输射频信号线设置于微波天线保护壳内部，所述GNSS射频信号线一端电连接GNSS天线，另一端穿过固定结构件和微波天线保护壳与射频双工器电连接，所述微波天线通过微波传输射频信号线电连接射频双工器，射频双工器与对外射频连接端子电连接，对外射频连接端子设置于微波天线保护壳底部内壁。

优选的，所述对外射频连接端子为SMA内螺内针。

优选的，所述无人机天线安装于无人机顶部，无人机天线的微波传输天线底部与无人机顶部固定并电连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型公开了一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，兼容了GNSS天线和微波传输天线，合一的无人机天线作为一个整体，在无人机上只需要一次性安装，简化了天线安装步骤，提高了无人机整机空间利用率；

（2）本实用新型GNSS天线通过固定结构件设置于微波传输天线顶部，很好的利用微波传输天线作为GNSS天线的支撑杆，提高了GNSS天线的安装高度，也提高了GNSS信号灵敏度，解决了电磁频谱兼容问题；

（3）本实用新型将GNSS天线和微波传输天线合一后，减少了一根射频安装线缆/端子，降低了无人机飞行空气阻力，同时降低结构材料成本。

附图说明

图1、本实用新型一种GNSS与微波传输合一的无人机天线的结构示意图；

图2、本实用新型一种GNSS与微波传输合一的无人机天线的结构示意图；

图3、本实用新型一种GNSS与微波传输合一的无人机天线的拆分示意图；

图4、本实用新型一种GNSS与微波传输合一的无人机天线的微波传输天线内部电气示意图；

图5、本实用新型一种GNSS与微波传输合一的无人机天线在无人机上安装示意图；

图6、本实用新型一种GNSS与微波传输合一的无人机天线的GNSS天线辐射方向图仿真图；

图7、本实用新型一种GNSS与微波传输合一的无人机天线的微波传输天线辐射方向图仿真图。

附图标记说明：

1、GNSS天线，2、固定结构件，3、微波传输天线，4、紧固螺钉；

1-1、底板，1-2、GNSS天线罩，1-3、GNSS射频信号线；

1-1-1、圆形螺纹槽；

3-1、微波天线保护壳，3-2、微波天线，3-3、射频双工器，3-4、微波传输射频信号线，3-5、对外射频连接端子。

具体实施方式

下面结合实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1

如图1~3所示，本实用新型公开了一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，包括GNSS天线1、固定结构件2和微波传输天线3，所述固定结构件2顶部连接GNSS天线1底部，固定结构件2底部连接微波传输天线3顶部，所述GNSS天线1的GNSS射频信号线1-3穿过固定结构件2与微波传输天线3连接，微波传输天线3底部设置有对外射频连接端子3-5，对外射频连接端子3-5与无人机顶部固定并电连接。

实施例2

如图1~3所示，优选的，所述GNSS天线1还包括陶瓷天线、底板1-1和GNSS天线罩1-2，陶瓷天线安装于底板1-1上侧，GNSS天线罩1-2将陶瓷天线包裹在内，并且GNSS天线罩1-2周边与底板1-1周边密封连接，所述底板1-1中心设置有通孔，GNSS射频信号线1-3穿过通孔与陶瓷天线连接，所述底板1-1底部设置有圆形螺纹槽1-1-1，通孔位于圆形螺纹槽1-1-1中心位置，圆形螺纹槽1-1-1与固定结构件2顶部外圆周螺纹连接。

如图1~3所示，优选的，所述底板1-1为圆形板，GNSS天线罩1-2为半圆形罩体。

所述GNSS天线1还可选择常见的形态：1、四臂螺旋天线；2、带支撑杆陶瓷片天线；3、磁吸+粘贴陶瓷片天线；

上述3种形态天线特点：

天线辐射面朝天空；

有一路射频线及端子；

安装杆可有可无；

民用工作频段1.561GHz~1.598GHz。

实施例3

优选的，所述固定结构件2圆柱形管状结构，固定结构件2顶部周向设置有外螺纹，固定结构件2底部周向设置有螺钉孔，固定结构件2底部与微波传输天线3顶部套接，紧固螺钉4穿过螺钉孔将固定结构件2与微波传输天线3固定连接。

如图1~3所示，优选的，所述固定结构件2底部周向设置有两个螺钉孔，两个螺钉孔位置相对，紧固螺钉4为两个，两个紧固螺钉4分别穿过两个螺钉孔将固定结构件2与微波传输天线3固定连接。

所述固定结构件2采用非金属制成，例如聚四氟乙烯材料或3D打印塑胶制品，固定结构件2通过连接GNSS天线罩1-2与微波天线保护壳3-1形成一体化结构，连接加固选择胶粘、螺纹连接或者螺钉紧固。

实施例4

如图1~3所示，优选的，所述固定结构件2为圆台形管状结构，固定结构件2顶部周向设置有等径外螺纹，固定结构件2底部周向设置有螺钉孔，固定结构件2底部设置有与微波传输天线3配合的台阶通孔。

所述固定结构件2还可为其他结构，能将GNSS天线1和微波传输天线3连接，并使GNSS射频信号线1-3从其中穿过。

实施例5

如图4所示，优选的，所述微波传输天线3还包括微波天线保护壳3-1、微波天线3-2、射频双工器3-3和微波传输射频信号线3-4，所述微波天线保护壳3-1为圆柱形管状结构，微波天线3-2、射频双工器3-3和微波传输射频信号线3-4设置于微波天线保护壳3-1内部，所述GNSS射频信号线1-3一端电连接GNSS天线1，另一端穿过固定结构件2和微波天线保护壳3-1与射频双工器3-3电连接，所述微波天线3-2通过微波传输射频信号线3-4电连接射频双工器3-3，射频双工器3-3与对外射频连接端子3-5电连接，对外射频连接端子3-5设置于微波天线保护壳3-1底部内壁。

所述微波天线保护壳3-1由聚四氟乙烯材料制成。

所述射频双工器3-3为GNSS射频信号与微波传输射频信号双工器。

所述微波天线3-2为现有微波天线，天线原理形式不限于半波振子、微带线、铜管或鼠尾天线。

优选的，所述对外射频连接端子3-5为SMA内螺内针。

所述对外射频连接端子3-5具有两个功能：射频信号的电气连接，无人机天线的固定。

所述对外射频连接端子3-5连接到信号源，通过一根射频线缆传输GNSS射频信号以及微波传输射频信号。

如图5所示，优选的，所述无人机天线安装于无人机顶部，无人机天线的微波传输天线3底部与无人机顶部固定并电连接。

所述微波天线3-2常见形态包括：1、棒状天线；2、带折弯关节胶棒天线；3、蘑菇头天线；4、四叶草蘑菇头天线；

上述4种形态天线特点：

全向辐射天线；

线极化；

增益不等；

1个射频接头；

工作频段：400MHz~465MHz，806MHz~826MHz，1.426GHz~1.447GHz，2.4GHz~2.4835GHz，5.725GHz~5.875GHz。

本实用新型工作原理如下：

如图1~3所示，本实用新型公开了一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，包括GNSS天线1、固定结构件2和微波传输天线3，固定结构件2将GNSS天线1和微波传输天线3连接，微波传输天线3底部设置的对外射频连接端子3-5与无人机顶部固定并电连接，无人机天线的安装及固定通过对外射频连接端子3-5实现，对外射频连接端子3-5连接到信号源，起到射频信号连接与结构连接双重目的，所述GNSS天线1必须在微波传输天线3结构顶端，微波传输天线3必须至于GNSS天线1底部，GNSS天线1与微波传输天线3外部均设置保护壳，这样就避免了电磁频谱兼容问题，同时兼容GNSS天线1和微波传输天线3，提高了无人机机体空间利用率，简化天线安装步骤，降低无人机风阻，同时降低天线生产成本。

本实用新型利用两种天线工作不在同一个频段，辐射方向不一致，结构可安置在无人机顶部特点，构造一种全新的GNSS与微波传输合一天线，如图6所示，GNSS天线1辐射方位角为朝天空的0°<θ<75°，在水平面以下几乎没有辐射；如图7所示，微波天线辐射方位角为水平方向0°<θ<360°，在垂直方向几乎没有辐射，所以综合图6和图7可见在垂直地面方向上，GNSS天线和微波天线主辐射方位角不干涉，泄漏电磁强度可以同通过GNSS天线接地底板进行隔离，一般经验垂直方向可以满足天线隔离度>35dBc。

本实用新型将GNSS天线1和微波传输天线2合理分布在结构的顶端和下端，满足天线辐射方向要求，并获得GNSS天线支撑杆功能。

本实用新型一种GNSS与微波传输合一的无人机天线的电气连接关系如下：

GNSS天线1的GNSS射频信号线1-3，通过底板1-1底部的通孔走线，穿过固定结构件2，顺着微波天线保护壳3-1螺旋下穿，并下穿至微波天线保护壳3-1底部；

微波传输天线3的微波传输射频信号线3-4，在微波天线保护壳3-1内部延伸至底部；

GNSS射频信号线1-3与微波传输射频信号线3-4在微波天线保护壳3-1内侧底部合路输入给射频双工器3-3；

射频双工器3-3合路输出给外射频连接端子3-5，由外射频连接端子3-5连接至无人机的信号源，信号源包括GNSS接收机和微波传输发射接收一体机。

本实用新型公开了一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，兼容了GNSS天线和微波传输天线，合一的无人机天线作为一个整体，在无人机上只需要一次性安装，简化了天线安装步骤，提高了无人机整机空间利用率。

本实用新型GNSS天线通过固定结构件设置于微波传输天线顶部，很好的利用微波传输天线作为GNSS天线的支撑杆，提高了GNSS天线的安装高度，也提高了GNSS信号灵敏度，解决了电磁频谱兼容问题。

本实用新型将GNSS天线和微波传输天线合一后，减少了一根射频安装线缆/端子，降低了无人机飞行空气阻力，同时降低结构材料成本。

上面对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (9)

1.一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：包括GNSS天线（1）、固定结构件（2）和微波传输天线（3），所述固定结构件（2）顶部连接GNSS天线（1）底部，固定结构件（2）底部连接微波传输天线（3）顶部，所述GNSS天线（1）的GNSS射频信号线（1-3）穿过固定结构件（2）与微波传输天线（3）连接，微波传输天线（3）底部设置有对外射频连接端子（3-5），对外射频连接端子（3-5）与无人机顶部固定并电连接。

2.根据权利要求1所述的一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：所述GNSS天线（1）还包括陶瓷天线、底板（1-1）和GNSS天线罩（1-2），陶瓷天线安装于底板（1-1）上侧，GNSS天线罩（1-2）将陶瓷天线包裹在内，并且GNSS天线罩（1-2）周边与底板（1-1）周边密封连接，所述底板（1-1）中心设置有通孔，GNSS射频信号线（1-3）穿过通孔与陶瓷天线连接，所述底板（1-1）底部设置有圆形螺纹槽（1-1-1），通孔位于圆形螺纹槽（1-1-1）中心位置，圆形螺纹槽（1-1-1）与固定结构件（2）顶部外圆周螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：所述底板（1-1）为圆形板，GNSS天线罩（1-2）为半圆形罩体。

4.根据权利要求1所述的一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：所述固定结构件（2）圆柱形管状结构，固定结构件（2）顶部周向设置有外螺纹，固定结构件（2）底部周向设置有螺钉孔，固定结构件（2）底部与微波传输天线（3）顶部套接，紧固螺钉（4）穿过螺钉孔将固定结构件（2）与微波传输天线（3）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：所述固定结构件（2）底部周向设置有两个螺钉孔，两个螺钉孔位置相对，紧固螺钉（4）为两个，两个紧固螺钉（4）分别穿过两个螺钉孔将固定结构件（2）与微波传输天线（3）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：所述固定结构件（2）为圆台形管状结构，固定结构件（2）顶部周向设置有等径外螺纹，固定结构件（2）底部周向设置有螺钉孔，固定结构件（2）底部设置有与微波传输天线（3）配合的台阶通孔。

7.根据权利要求1所述的一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：所述微波传输天线（3）还包括微波天线保护壳（3-1）、微波天线（3-2）、射频双工器（3-3）和微波传输射频信号线（3-4），所述微波天线保护壳（3-1）为圆柱形管状结构，微波天线（3-2）、射频双工器（3-3）和微波传输射频信号线（3-4）设置于微波天线保护壳（3-1）内部，所述GNSS射频信号线（1-3）一端电连接GNSS天线（1），另一端穿过固定结构件（2）和微波天线保护壳（3-1）与射频双工器（3-3）电连接，所述微波天线（3-2）通过微波传输射频信号线（3-4）电连接射频双工器（3-3），射频双工器（3-3）与对外射频连接端子（3-5）电连接，对外射频连接端子（3-5）设置于微波天线保护壳（3-1）底部内壁。

8.根据权利要求7所述的一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：所述对外射频连接端子（3-5）为SMA内螺内针。

9.根据权利要求1所述的一种GNSS与微波传输合一的无人机天线，其特征在于：所述无人机天线安装于无人机顶部，无人机天线的微波传输天线（3）底部与无人机顶部固定并电连接。

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