隨著行業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,高精度GNSS定位技術(shù)在無(wú)人機(jī)上已到廣泛應(yīng)用,但是無(wú)人機(jī)搜星慢、丟星、甚至出現(xiàn)“炸機(jī)”問(wèn)題,一直困擾著廣大用戶(hù),今天我們來(lái)談?wù)勱P(guān)于無(wú)人機(jī)GNSS產(chǎn)品應(yīng)用中的一個(gè)重要部件----無(wú)人機(jī)天線。
所有通信設(shè)備均離不開(kāi)一個(gè)看似簡(jiǎn)單的小零件天線。通信天線是無(wú)線電設(shè)備的電磁波發(fā)射器,天線也是對(duì)通信距離影響最大的設(shè)備。通過(guò)調(diào)整天線的形式,就能夠獲得成倍的距離提升。同時(shí)天線也是機(jī)上電磁干擾的來(lái)源,調(diào)整天線的安裝位置也可以解決大部分電磁干擾問(wèn)題。
鞭狀天線是無(wú)人機(jī)上最常用的天線形式,因?yàn)橹鶢钐炀€的輻射強(qiáng)度是軸線方向最弱,其他位置承環(huán)形分布,所以使用豎直向上或向下的鞭狀天線可以在無(wú)人機(jī)任何飛行姿態(tài),任何朝向和距離情況下獲得比較穩(wěn)定的信號(hào)。一般機(jī)載鞭狀天線從3-9dB不等。隨著通信頻率的提高而縮短。它的最大缺陷就是要提高通信距離就需要成倍加長(zhǎng),飛行器不能夠攜帶太長(zhǎng)的天線,會(huì)帶來(lái)很大的阻力并且容易受傷,所以一般在地面增加天線增益來(lái)提高通信距離。
無(wú)人機(jī)天線鞭狀天線
為了提高通信距離,地面站往往配備板狀天線。它的輻射分布是平板所朝向的方向最強(qiáng)、其他方向逐漸減弱,一般民用產(chǎn)品增益可達(dá)24dB,在相等發(fā)射功率的情況下,理論上能夠延長(zhǎng)為通信距離四倍。我們可以把板狀天線理解為發(fā)射功率聚攏的鞭狀天線,所以它帶有很強(qiáng)的指向性。當(dāng)天線平板中心對(duì)準(zhǔn)飛行器時(shí),可獲得最好的通信效果、對(duì)不準(zhǔn)則失去信號(hào)。所以常見(jiàn)一種與它配套的專(zhuān)用設(shè)備,叫作天線跟蹤器,能夠根據(jù)無(wú)人機(jī)鏈路反饋的信息。自動(dòng)驅(qū)動(dòng)板狀天線對(duì)準(zhǔn)無(wú)人機(jī)。
無(wú)人機(jī)天線板狀天線
全球定位系統(tǒng)也需要使用天線來(lái)接收衛(wèi)星信號(hào),但是每一顆衛(wèi)星的信號(hào)發(fā)射功率只有幾十瓦,這相當(dāng)于越過(guò)幾萬(wàn)千米,觀察一個(gè)燈泡的亮滅。所以需要使用專(zhuān)用天線,這就是陶瓷平板天線。其內(nèi)部采用單個(gè)或陣列式陶瓷天線,増強(qiáng)信號(hào)接收能力,并集成信號(hào)放大器用于過(guò)濾雜波放大衛(wèi)星信號(hào)。微型無(wú)人機(jī)所使用的一體化GPS、集成的就是這種天線。
無(wú)人機(jī)天線陶瓷平板天線
拋物面天線是天線中的貴族,它是接收信號(hào)最穩(wěn)定也是最嬌氣的一個(gè),它擁有一個(gè)大型拋物面盤(pán),將無(wú)線電臺(tái)號(hào)集中投射到中心架起的信號(hào)接收器上這種天線體積龐大,價(jià)格昂貴,只用于中型和大型無(wú)人機(jī),需要高精度伺服系統(tǒng)來(lái)輔助對(duì)準(zhǔn),在當(dāng)前的民用無(wú)人機(jī)中很少使用。