一种地面遥测天线及平台制造技术

本发明专利技术属于天线传输技术领域，涉及一种地面遥测天线及平台。通过将遥测天线封装于天线罩内，便于携带安装；采用介质板双面形式的偶极子天线，即偶极子的一个枝节在介质板正面覆铜，另一个枝节在介质板背面覆铜，共同构成一个辐射单元；偶极子天线具有带宽宽、效率高和体积小等特点；辐射单元阵列以馈电网络为中心轴呈两侧对称排列结构，馈电网络具备阻抗匹配作用；另外天线的增益和频率都可以通过辐射单元的调整进行选择；提供了一种小尺寸、低成本和地重量的地面遥测天线。另外还提供了一种基于该地面遥测天线的平台，对被控对象进行自动跟踪通信。

A Ground Telemetry Antenna and Platform

【技术实现步骤摘要】
一种地面遥测天线及平台
本专利技术属于天线传输
，具体涉及一种地面遥测天线及平台。
技术介绍
目前，工业级无人机已广泛应用于军事、民用和商用等各领域。对于工业级无人机更多的用于石油和天燃气管道寻线、电力寻线、物流行业、测绘和环境监测等各个领域。为保障无人机在广泛应用中更可靠更安全，为增加无人机的通信、图传和数传距离，无人机天线起着至关重要的作用，且有着广泛的发展前景。现有的超远距离传输的无人机遥测天线，必须都是高增益天线，采用天线配合私服转台，将遥测天线安装在转台上，用无人机引导的方式，将天线时刻对准无人机飞行的方位，这种天线种类有很多种，微带阵列天线、喇叭反射天线和八木天线等等。不同的天线重量和尺寸不同，配套转台也分别不同，成本也就不同。不过根据现有实际情况，都习惯应用微带阵列天线作为遥测天线，主要由于重量轻且美观，同时为了缩小尺寸，多用于2400MHz高频段。但是遥测接收机易受周围WIFI和蓝牙干扰，因此每次飞行时，必须反复选择合适的场地，对周围电磁环境进行监测，确认是否有2400MHz干扰。而在1400MHz时，微带天线阵列单元和天线尺寸都会增大。为了保证增益，且尽可能的降低尺寸，在设计时可减小阵元数量但是必须选用昂贵的高频介质板材，这样会大大提升天线成本。如果采用常规的介质板设计天线，想要保证增益就必须增加阵元数量，与此同时也大大增加了天线尺寸和重量。另外微带天线还存在一个重要的问题，带宽很窄，2400MHz可以满足使用，但是1400MHz时常规的设计方法只能保证10MHz左右带宽，想要拓展带宽，需要在天线单元上开孔及其他一系列设计，仿真和设计都很繁杂，设计周期漫长。选用其他类的天线，性能也能满足，但是重量过大，同时也增加了私服转台的承载能力，成本相应增加，且安装携带等均非常不方便。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是在于提供一种地面遥测天线及平台，有效降低遥测天线的体积、重量和成本。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种地面遥测天线，其特殊之处在于，包括天线罩、遥测天线、射频连接器、射频电缆线和固定柱；所述遥测天线包括介质板、若干辐射单元和馈电网络，其中馈电网络包括四条平行排布的横向馈线和与四条横向馈线各中点垂直相交的纵向馈线，每条横向馈线和纵向馈线交点处均设有阻抗变换；纵向馈线中点设有馈电点，辐射单元沿各平行排布的横向馈线分布，并关于纵向馈线对称；辐射单元和馈电网络均覆铜于介质板；所述辐射单元包括偶极子的两个枝节，所述两个枝节对应的覆铜于介质板两面，构成双面偶极子阵列天线；遥测天线水平封装于天线罩内，介质板开设有通孔，固定柱穿过通孔将介质板固定于天线罩内；射频连接器固定于天线罩内，射频电缆线一端连接射频连接器，另一端连接馈电点。进一步地，部分辐射单元的枝节弯折90°。进一步地，天线罩底部还设有与遥测天线平行布置的天线背板，天线背板上开设有通孔，介质板和天线背板的通孔能使固定柱贯通；天线背板至遥测天线的距离为其波长的四分之一。进一步地，天线背板为铝板。进一步地，介质板为1mm的FR4介质板。进一步地，馈电网络为双面平行带线馈电网络，在介质板的两面对应进行馈线覆铜。进一步地，射频电缆线为50欧姆同轴线。进一步地，横线馈线在辐射单元馈电口处的阻抗为50欧姆。进一步地，射频连接器为SMA或N型带法兰射频。一种地面遥测天线平台，，其特殊之处在于，包括三角架转台，以及置于三角架转台上的如上所述的地面遥测天线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术一种地面遥测天线，通过将遥测天线封装于天线罩内，便于携带安装；采用介质板双面形式的偶极子天线，即偶极子的一个枝节在介质板正面覆铜，另一个枝节在介质板背面覆铜，共同构成一个辐射单元；偶极子天线具有带宽宽、效率高和体积小等特点；辐射单元阵列以馈电网络为中心轴呈两侧对称排列结构，馈电网络具备阻抗匹配作用；另外天线的增益和频率都可以通过辐射单元的调整进行选择；提供了一种小尺寸、低成本和地重量的地面遥测天线。2.若天线的尺寸受若天线的尺寸受使用或封装限制，则可以将辐射单元的枝节设计为全部弯折或部分弯折90°，弯折的长度占单枝节长度的三分之一到四分之一。3.在天线背面增加反射背板尤其是铝板，能够实现更高增益且带来很少的重量增加。4.采用1mm厚度常规介质板FRA，其介电常数高，可相应缩小天线尺寸，且FR4介质板成本非常低。5.采用双面平行带线馈电网络形式，对介质板的上下面馈线进行对称覆铜，极少的占用辐射单元净空区间，并且不对辐射单元的效率和增益造成影响。6.辐射单元处的馈电线阻抗为50欧姆，符合微波原理中的四分之一阻抗变换器原理。7.本专利技术一种地面遥测天线平台，将遥测天线安装在天线罩中，放置于三角架转台上，对被控对象进行自动跟踪通信。附图说明图1为本专利技术遥测天线的俯视图；图2为本专利技术遥测天线的仰视图；图3为本专利技术的整体结构示意图；图4为本专利技术遥测天线的驻波比仿真图；图5为本专利技术遥测天线H面益方向图；图6为本专利技术遥测天线E面益方向图。其中，1-遥测天线；2-天线罩；3-固定螺丝；4-固定柱；5-天线背板；6-射频连接器；7-阻抗变换；8-通孔；9-辐射单元；10-介质板；11-馈电网络；12-馈电点；13-横向馈线；14-纵向馈线；。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本专利技术的限制。本专利技术一种地面遥测天线，包括天线罩2、遥测天线1、射频连接器6、射频电缆线和固定柱4。如图1，所述遥测天线1包括介质板10、若干辐射单元9和馈电网络11，其中馈电网络11包括四条平行排布的横向馈线13和与四条横向馈线13各中点垂直相交的纵向馈线14，每条横向馈线13和纵向馈线14交点处均设有阻抗变换7；纵向馈线中点设有馈电点12，辐射单元沿各平行排布的横向馈线分布，并关于纵向馈线对称，辐射单元9和馈电网络11均覆铜于介质板10。天线的增益可根据辐射单元数量进行灵活的增减，天线的频率也可以根据辐射的长短进行有效的延长和缩短。参照图1和2，辐射单元9包括偶极子的两个枝节，所述两个枝节对应的覆铜于介质板10两面，构成双面偶极子阵列天线，在空间受限时可进行部分辐射单元的枝节弯折90°，弯折的长度占单枝节长度的三分之一到四分之一。偶极子天线具有带宽宽、效率高和体积小等特点，所以可在常规介质板上实现偶极子天线，但实现基于介质板的阵列偶极子天线较为困难。本专利技术中为介质板双面形式，即偶极子的一个枝节在介质板正面覆铜，另一个枝节在介质板背面覆铜，共同构成一个辐射单元。每个辐射单元不需要很宽，辐射单元阵列以阻抗匹配馈电网络为中心轴呈两侧对称排列结构。参见图3，遥测天线1水平封装于天线罩2内，介质板10开设有通孔8，固定柱4穿过通孔8将介质板10固定于天线罩内，固定柱的长度保证介质板距离天线背板的距离等于各自波长的四分之一。射频连接器6固定于天线罩2内，本实施例是固定于天线罩下表面，但固定于天线罩2内其他位置并不影响其使用。射频电缆线一端连接射频连接器6，另一端连接馈电点12。本实施例的介质板采用1mm厚度常规介质板FR4，尺寸为450mm*600mm*1mm，也可采用其他厚度和其他种类的介质板材。考虑到成本和重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地面遥测天线，其特征在于：包括天线罩(2)、遥测天线(1)、射频连接器(6)、射频电缆线和固定柱(4)；所述遥测天线(1)包括介质板(10)、若干辐射单元(9)和馈电网络(11)，其中馈电网络(11)包括四条平行排布的横向馈线(13)和与四条横向馈线(13)各中点垂直相交的纵向馈线(14)，每条横向馈线(13)和纵向馈线(14)交点处均设有阻抗变换(7)；纵向馈线中点设有馈电点(12)，辐射单元沿各平行排布的横向馈线分布，并关于纵向馈线对称；辐射单元(9)和馈电网络(11)均覆铜于介质板(10)；所述辐射单元(9)包括偶极子的两个枝节，所述两个枝节对应的覆铜于介质板(10)两面，构成双面偶极子阵列天线；遥测天线(1)水平封装于天线罩(2)内，介质板(10)开设有通孔(8)，固定柱(4)穿过通孔(8)将介质板(10)固定于天线罩内；射频连接器(6)固定于天线罩(2)内，射频电缆线一端连接射频连接器(6)，另一端连接馈电点(12)。

【技术特征摘要】
1.一种地面遥测天线，其特征在于：包括天线罩(2)、遥测天线(1)、射频连接器(6)、射频电缆线和固定柱(4)；所述遥测天线(1)包括介质板(10)、若干辐射单元(9)和馈电网络(11)，其中馈电网络(11)包括四条平行排布的横向馈线(13)和与四条横向馈线(13)各中点垂直相交的纵向馈线(14)，每条横向馈线(13)和纵向馈线(14)交点处均设有阻抗变换(7)；纵向馈线中点设有馈电点(12)，辐射单元沿各平行排布的横向馈线分布，并关于纵向馈线对称；辐射单元(9)和馈电网络(11)均覆铜于介质板(10)；所述辐射单元(9)包括偶极子的两个枝节，所述两个枝节对应的覆铜于介质板(10)两面，构成双面偶极子阵列天线；遥测天线(1)水平封装于天线罩(2)内，介质板(10)开设有通孔(8)，固定柱(4)穿过通孔(8)将介质板(10)固定于天线罩内；射频连接器(6)固定于天线罩(2)内，射频电缆线一端连接射频连接器(6)，另一端连接馈电点(12)。2.如权利要求1所述一种地面遥测天线，其特征在于：部分辐射单元(9)的枝节弯折90°。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑飞，樊立明，杨健，袁中达，安斌，李海飞，杨翠翠，李泽辰，张立雄，
申请(专利权)人：西安爱生无人机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61