隨著行業級無人機技術的快速發展,高精度GNSS定位技術在無人機上已到廣泛應用,但是無人機搜星慢、丟星、甚至出現“炸機”問題,一直困擾著廣大用戶,今天我們來談談關于無人機GNSS產品應用中的一個重要部件----無人機天線。
所有通信設備均離不開一個看似簡單的小零件天線。通信天線是無線電設備的電磁波發射器,天線也是對通信距離影響最大的設備。通過調整天線的形式,就能夠獲得成倍的距離提升。同時天線也是機上電磁干擾的來源,調整天線的安裝位置也可以解決大部分電磁干擾問題。
鞭狀天線是無人機上最常用的天線形式,因為柱狀天線的輻射強度是軸線方向最弱,其他位置承環形分布,所以使用豎直向上或向下的鞭狀天線可以在無人機任何飛行姿態,任何朝向和距離情況下獲得比較穩定的信號。一般機載鞭狀天線從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,飛行器不能夠攜帶太長的天線,會帶來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提高通信距離。
無人機天線鞭狀天線
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、其他方向逐漸減弱,一般民用產品增益可達24dB,在相等發射功率的情況下,理論上能夠延長為通信距離四倍。我們可以把板狀天線理解為發射功率聚攏的鞭狀天線,所以它帶有很強的指向性。當天線平板中心對準飛行器時,可獲得最好的通信效果、對不準則失去信號。所以常見一種與它配套的專用設備,叫作天線跟蹤器,能夠根據無人機鏈路反饋的信息。自動驅動板狀天線對準無人機。
無人機天線板狀天線
全球定位系統也需要使用天線來接收衛星信號,但是每一顆衛星的信號發射功率只有幾十瓦,這相當于越過幾萬千米,觀察一個燈泡的亮滅。所以需要使用專用天線,這就是陶瓷平板天線。其內部采用單個或陣列式陶瓷天線,増強信號接收能力,并集成信號放大器用于過濾雜波放大衛星信號。微型無人機所使用的一體化GPS、集成的就是這種天線。
無人機天線陶瓷平板天線
拋物面天線是天線中的貴族,它是接收信號最穩定也是最嬌氣的一個,它擁有一個大型拋物面盤,將無線電臺號集中投射到中心架起的信號接收器上這種天線體積龐大,價格昂貴,只用于中型和大型無人機,需要高精度伺服系統來輔助對準,在當前的民用無人機中很少使用。