天线组件及无人飞行器的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种天线组件及无人飞行器。

背景技术：

随着毫米波器件的发展，毫米波雷达可实现小型化、集成化，在天线口径相同的情况下，毫米波雷达可获得更窄的天线波束，更高的天线增益，可提高雷达的角分辨率和测角精度，并且有利于抗电子干扰、杂波干扰和多径反射干扰。同超声波、红外和激光雷达等相比，毫米波穿透烟、雾、灰尘的能力更强，具有全天候全天时的特点，因而毫米波雷达广泛应用于汽车、交通、安防、工业、无人机等各种行业和智能设备。

随着应用场景的多样化，单一雷达的测速、测角、测距已不能满足在较复杂环境下工作的设备的需求，多任务、多功能化需求日益增加，除了雷达后端数据处理的复杂化，还需要雷达天线具有灵活的波束指向；现有的实现多波束的方案有：1、透镜天线，利用透镜把馈源所辐射的能量汇聚起来形成一个锐波束，当透镜焦点附近设置多个馈源时，便相应形成指向不同方向的多个波束，一般馈源为喇叭天线；2、反射面天线，和透镜天线原理类似，利用反射面把馈源的能量经反射形成一个锐波束，反射面焦点附近有多个馈源，不同位置的馈源即可形成指向不同的波束；3、相控阵天线，每个阵元下面都连接一个控制单元，通过控制每个阵元的幅度、相位，来合成指定方向的波束。

然而，在实施本技术方案的过程中，发现现有技术存在以下缺陷：对于方案1而言，天线透镜为低损耗、高介电常数材料，加工困难，精度低，且透镜的尺寸和重量都相当大；对于方案2而言，类似透镜天线，反射面剖面、重量均较大，需要占据很大空间；而对于方案3而言，相控阵的每个阵元均需要t/r组件，结构复杂，造价高。

技术实现要素：

针对现有技术中上述或者其他潜在问题，本发明提供了一种天线组件及无人飞行器。

本发明的第一个方面是为了提供一种无人飞行器的天线组件，包括：电路基板和设置于所述电路基板上的多个阵元，其中，相邻所述阵元之间的阵元间距大于所述天线组件在工作频率下的二分之一波长，以使所述天线组件产生多个预设方向的波束。

本发明的第二个方面是为了提供一种无人飞行器的天线组件，包括：电路基板和设置于所述电路基板上的用于产生不同特定方向波束的多个天线子阵，每个所述天线子阵均包括多个相连接的阵元至少一个所述天线子阵中的各阵元通过微带延迟线彼此连接，以使至少一个所述天线子阵中的各阵元之间产生相位差。

本发明的第三个方面是为了提供一种无人飞行器，包括：机体和天线组件，所述天线组件安装于所述机体上，所述天线组件包括：电路基板和设置于所述电路基板上的多个阵元，其中，相邻所述阵元之间的阵元间距大于所述天线组件在工作频率下的二分之一波长，以使所述天线组件产生多个预设方向的波束。

本发明的第四个方面是为了提供一种无人飞行器，包括：机体和天线组件，所述天线组件安装于所述机体上，所述天线组件包括：电路基板和设置于所述电路基板上的用于产生不同特定方向波束的多个天线子阵，每个所述天线子阵均包括多个相连接的阵元，至少一个所述天线子阵中的各阵元通过微带延迟线彼此连接，以使至少一个所述天线子阵中的各阵元之间产生相位差。

本发明提供的天线组件及无人飞行器，通过将相邻阵元之间的阵元间距设置为大于天线组件在工作频率下的二分之一波长，从而使得天线组件产生多个预设方向的波束，有效地实现了通过一个天线组件可以产生不同方向的波束，结构简单，容易实现，成本低，并且占用的空间较小，有效地保证了该天线组件的实用性，有利于市场的推广与应用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种天线组件的结构示意图；

图2为图1中天线的h面方向图；

图3为本发明另一实施例提供的一种天线组件的结构示意图；

图4为图3中的一个子阵的e面方向示意图；

图5为图3中的又一个子阵的e面方向示意图；

图6为图3中的另一个子阵的e面方向示意图；

图7为本发明实施例提供的一种无人飞行器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在各实施例之间不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种天线组件的结构示意图；参考附图1可知，本实施例提供了一种天线组件，该天线组件用于安装在无人飞行器上，并且可以产生多个预设方向的波束，具体的，该天线组件包括：电路基板和设置于电路基板上的多个阵元，其中，相邻阵元之间的阵元间距大于天线组件在工作频率下的二分之一波长，以使天线组件产生多个预设方向的波束。

其中，对于电路基板的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将电路基板设置为矩形板或者方形板等等，只要能够保证阵元稳定地设置于电路基板上即可；此外，对于阵元的具体个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，将阵元的个数设置为5个、6个或者8个等等，只要能够保证天线的信号发射强度和较小的占用空间即可，在此不再赘述。

另外，对于相邻阵元之间的阵元间距的具体数值范围不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，只要能够使得上述相邻阵元之间的阵元间距能够大于天线组件在工作频率下的二分之一波长即可；并且，在具体设计时，为了进一步保证天线组件的信号发射强度，较为优选的，可以将邻阵元之间的阵元间距设置为大于天线组件在工作频率下的一个波长。

此外，本实施例对于天线组件的工作频率不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将天线组件的工作频率设置为：18ghz、24ghz、60ghz、77ghz等等，较为常见的，可以将天线组件的工作频率设置为24-24.25ghz；另外，对于天线组件的类型不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将天线设置为缝隙天线、印刷偶极子天线、微波雷达天线等等，在此不再赘述。

具体实施时，为了使得该天线组件可以产生多个预设方向的波束，控制相邻阵元之间的阵元间距大于天线组件在工作频率下的二分之一波长；此时，天线的波束中将产生栅瓣，为了实现天线组件产生多个预设方向的波束，可以通过调节阵元间距而实现，具体的，波束中的主瓣与副瓣的夹角角度与阵元间距的大小相关，因此，通过增大阵元间距可以实现产生特定方向且与主瓣能量相当的副瓣，从而使得天线组件可以产生多个预设方向的波束；当然的，本技术方案对于所产生的波束的具体个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将波束的个数设置为包括3个、4个或者5个等等。

本实施例提供的天线组件，通过将相邻阵元之间的阵元间距设置为大于天线组件在工作频率下的二分之一波长，从而使得天线组件产生多个预设方向的波束，有效地实现了通过一个天线组件可以产生不同方向的波束，结构简单，容易实现，成本低，并且占用的空间较小，有效地保证了该天线组件的实用性，有利于市场的推广与应用。

实施例二

在上述实施例的基础上，继续参考附图1可知，本实施例对于阵元的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将多个阵元设置为包括：多个相连接的列阵元4和设置于列阵元4中的多个相连接的子阵元5，多个列阵元4通过主馈线2连接，设置于每一个列阵元4中的多个子阵元5由主馈线2伸出的支馈线3连接，阵元间距包括：各个列阵元4之间的列间距和相邻子阵元5之间的子阵元间距。

其中，本实施例对于设置的多个列阵元4的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将多个列阵元4设置为相同结构或者不同结构；较为优选的，将多个列阵元4设置为相同结构，这样方便对天线组件进行控制；此外，本实施例对于列阵元4上设置的子阵元5个数不做限定，例如，可以将子阵元5的个数设置为4个、5个或者6个等等。

为了实现将多个列阵元4相连接，将多个列阵元4与主馈线2相连接，这样实现了多个列阵元4通过主馈线2相连接；由于列阵元4包括多个子阵元5，为了便于对天线组件进行有效控制，较为优选的，将主馈线2设置为每个列阵元4的中间部分相连接；进一步的，子阵元5通过支馈线3相连接，而支馈线3与主馈线2相连接，进而实现了多个子阵元5通过支馈线3相连接进而构成了列阵元4，各个列阵元4通过主馈线2相连接的结构，此时，由于阵元包括列阵元4和子阵元5，因此，阵元间距也包括列间距和子阵元间距，如图所示，列间距为图中的b所示，子阵元间距为图中的a所示，上述子阵元间距a和列间距b均大于天线组件在工作频率下的二分之一波长；这样有效地保证了阵元连接的稳定可靠性，从而提高了天线组件工作的稳定可靠性。

实施例三

在上述实施例的基础上，继续参考附图1可知，为了提高天线组件产生多个预设方向的波束的工作稳定可靠性，将列阵元4上设置有多个阻抗变换单元1、7，阻抗变换单元1、7用于使多个阵元的幅度服从泰勒分布及将天线组件的电阻值匹配至预设值。

其中，阻抗变换单元1设置于列阵元4上的多个子阵元5之间，而阻抗变换单元7设置于多个列阵元4之间；此外，本实施例对于阻抗变换单元1、7的具体个数不做限定，本领域技术人员可以根据子阵元5的个数进行设置，例如，可以将阻抗变换单元1、7的个数设置为4个、5个或者6个等等，较为优选的，将每个列阵元4上设置有4个阻抗变换单元1；此外，本实施对于阻抗变换单元1、7的具体结构特点不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，可将多个阻抗变换单元1、7设计为天线组件在工作频率下的四分之一波长、四分之三波长、四分之五波长等，较为优选的，将多个阻抗变换单元1、7设计为天线组件在工作频率下的四分之一波长；这样可以有效地实现了通过上述阻抗变换单元1、7使得阵元的幅度服从泰勒分布，并且可以使得天线组件的电阻值匹配至预设值，其中，预设值可以根据具体的设计需求预先设置；这样可以有效地降低除了特定方向波束之外的副瓣，进而有效地保证了特定方向波束的能量强度，进而提高了天线组件发送信号和接收信号的强度，进一步提高了天线组件工作的稳定可靠性。

实施例四

图2为图1中天线的h面方向图；在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，在使用该天线组件进行工作时，为了可以实现在同一时刻可以同时接收到该天线组件所产生的多个预设方向的波束，将主馈线2上设置有多个微带延迟线8，相邻两个列阵元4之间通过微带延迟线8使多个阵元在本实施方式中的阵元间距下具有相同的相位。

其中，对于微带延迟线8的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以跟具体的设计需求进行设置，例如，可以将微带延迟线8设置为方波形状或者s型结构等等，只要能够使得该微带延迟线8中没有锐角结构即可，这样可以减少微带延迟线8对外产生的辐射干扰，进而可以保证天线组件工作的稳定可靠性；通过设置的微带延迟线8使得各个相邻的列阵元4的子阵元5在阵元间距下具有相同的相位，从而使得在同一时刻可以检测到该天线组件所产生的多个预设方向的波束，在附图2中，产生了至少三个不同方向的波束，进而提高了该天线组件使用的方便可靠性。

实施例五

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，为了实现该天线组件的发送信号和接收信号功能，将电路基板上设置有过孔6，天线组件通过过孔6馈电，过孔6与设置于电路基板另一侧的射频电路相连接。

一般情况下，射频电路设置于电路基板的表层，因此，将过孔6设置为通过微带线与射频电路相连接；其中，射频电路用于接收该天线组件所接收到的信号，并可以对该信号进行分析处理；此外，射频电路还可以用于控制天线组件向外发射信号，进而实现了天线的接收信号和发射信号功能。

本实施例对于过孔6的具体形状和位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将过孔6设置为圆形，且将过孔6设置于天线组件的一侧或者天线组件中部等等，较为优选的，将过孔6设置于多个列阵元4之间，这样边缘线路的连接和元器件的布局，进而保证了天线组件结构简单，容易实现。

实施例六

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，本实施例对于多个预设方向的波束个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将波束设置为包括：第一波束、第二波束和第三波束；在同一平面内，第一波束与第二波束形成第一预设夹角，第三波束与第二波束形成第二预设夹角。

其中，第一预设夹角和第二预设夹角为预先设置的，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将第一预设夹角设置为30°、45°、60°或者90°等等，同理的，可以将第二预设夹角设置为30°、45°、60°或者90°等等，较为优选的，将第一预设夹角和第二预设夹角均设置为45°，并且第三波束与第一波束相垂直。

通过将第一预设夹角和第二预设夹角均设置为45度，且第一波束与第三波束相垂直，在同一平面内，使得该天线组件可以实现0°角波束、-45°角波束和+45°角波束，此时，若将该天线组件倾斜45°角安装在无人飞行器上时，可以使得安装在该无人飞行器上的天线组件实现倾斜45°角波束、水平方向波束和竖直方向波束，这样对于无人飞行器而言，通过该水平方向波束可以实现对无人飞行器的水平方向进行障碍物检测，通过竖直方向波束可以实现对无人飞行器的竖直方向进行障碍物检测，通过倾斜45°角波束可以实现对无人飞行器的倾斜方向上进行障碍物检测，通过设置的一个天线组件可以实现三个不同方向的信息检测功能，有效地提高了该天线组件的检测范围，进一步提高了该天线组件的实用性，有利于市场的推广与应用。

具体应用时，继续参考附图1-2可知，可以将天线组件设置为覆盖24-24.25ghz的工作频段，并将天线组件设置为可以同时产生三个不同方向的波束，并且上述波束方向分别为0°、-45°和+45°。

为了实现产生上述三个不同方向的波束，将电路基板设置为四层板，长度为84mm、宽度为50mm、厚度为32mil；列阵元4为微带贴片天线形式，子阵元5尺寸为3.1*4.3mm，子阵元间距a为7.4mm、列间距b为16.8mm，微带延迟线8保证了各列阵元4的子阵元5的间距和相位，阻抗变换单元1、7均为工作频段介质波长的四分之一，阻抗变换单元1、7实现各阵元幅度分配并将天线阻抗匹配至50欧姆，天线组件最终通过过孔6馈电，过孔6通过基板背面的50欧姆微带线与电路基板背面的射频电路相连，此时天线组件的最大增益15db，3db波束宽度14°，副瓣-15db，此时，可以有效地保证该天线组件可以产生0°、-45°和+45°三个方向的波束。

通过将相邻的子阵元间距a和列间距b均设置为大于天线组件在工作频率下的二分之一波长，从而以使天线组件产生0°、-45°和+45°的三个波束，有效地实现了通过一个天线组件可以产生三个不同方向的波束，并且保证了在上述三个方向上的信号发射和接收强度，提高了该天线组件使用的稳定可靠性，并且该结构简单，容易实现，成本低，并且占用的空间较小，有效地提高了该天线组件的市场竞争力，有利于市场的推广与应用。

实施例七

图3为本发明另一实施例提供的一种天线组件的结构示意图；参考附图3可知，本实施例提供了另一种天线组件，用于安装在无人飞行器上，具体的，该天线组件包括：电路基板和设置于电路基板上的用于产生不同特定方向波束的多个天线子阵，每个天线子阵均包括多个相连接的阵元，至少一个天线子阵中的各阵元通过微带延迟线彼此连接，以使至少一个所述天线子阵中的各阵元之间产生相位差。

其中，对于电路基板的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将电路基板设置为矩形板或者方形板等等，只要能够保证阵元稳定地设置于电路基板上即可；另外，本实施例对于天线子阵的具体个数不做限定，本领域技术人员可以根据所需要产生波束的方向来设置天线子阵的个数，例如，若需要产生两个不同方向的波束，则可以将天线子阵的个数设置为两个；若需要产生三个不同方向的波束，则可以将天线子阵的个数设置为三个，需要注意的是，每个天线子阵只可以产生某一个特定方向的波束，因此，天线子阵的个数与所产生的波束个数相同；此外，对于阵元的具体个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，将阵元的个数设置为10个、20个、30个或者40个等等，只要能够保证天线的信号发射强度和较小的占用空间即可，在此不再赘述。

进一步的，在利用每个天线子阵产生特定方向的波束时，为了保证所产生波束的能量强度，可以将每个天线子阵中相邻阵元之间的阵元间距设置为小于天线子阵在工作频率下的二分之一波长左右，其中，较为优选的，可以将每个天线子阵中阵元间距设置为天线子阵在工作频率下的三分之一至三分之二波长；此时可以使得天线组件所产生的辐射效率的高低与副瓣的大小质量较好，进而提高了天线组件使用的稳定可靠性。

此外，本实施例对于天线组件的工作频率不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将天线组件的工作频率设置为：18ghz、24ghz、60ghz、77ghz等等，较为常见的，可以将天线组件的工作频率设置为24-24.25ghz；另外，对于天线组件的类型不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将天线设置为缝隙天线、印刷偶极子天线、微波雷达天线等等，在此不再赘述。

具体实施时，为了保证每个天线子阵产生波束的稳定可靠性，将每个天线子阵中相邻阵元之间的阵元间距设置为小于天线子阵在工作频率下的二分之一波长；这样可以有效地降低天线子阵所产生的副瓣；进而保证了每个天线子阵所产生的主瓣能量。

本实施例提供的天线组件，通过在电路基板上集成的用于产生不同特定方向波束的多个天线子阵，并将至少一个天线子阵中的各阵元设置为通过微带延迟线彼此连接，从而以使至少一个天线子阵中的各阵元之间产生相位差；进而实现了天线组件可以产生多个预设方向的波束，进一步的，通过将每个天线子阵中相邻阵元之间的阵元间距设置为小于天线子阵在工作频率下的二分之一波长左右，有效地降低了每个天线子阵所产生的副瓣，保证了主瓣能量，提高了每个天线子阵信号的接收发射强度，从而有效地实现了通过一个天线组件可以产生不同方向的波束，结构简单，容易实现，成本低，并且占用的空间较小，有效地保证了该天线组件的实用性，有利于市场的推广与应用。

实施例八

在上述实施例的基础上，继续参考附图3可知，本实施例对于阵元的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将阵元设置为包括多个列阵元和设置于每个列阵元中的多个相连接的子阵元12；阵元间距包括：各个列阵元之间的列间距和相邻子阵元12之间的子阵元间距。

其中，本实施例对于设置的多个列阵元的具体形状结构不做限定，由于每个天线子阵用于产生不同特定方向波束，因此，每个天线子阵中的阵元结构不同，进而使得设置的列阵元的结构也不相同，本领域技术人员可以根据所产生的特定方向的波束对列阵元的结构进行设置；此外，本实施例对于列阵元上设置的子阵元12个数不做限定，例如，可以将子阵元12的个数设置为10个、12个或者14个等等；多个子阵元12相连接构成了列阵元。

由于阵元包括列阵元和子阵元12，因此，阵元间距也包括列间距和子阵元间距，如图所示，列间距为图中的d所示，子阵元间距为图中的c所示，上述子阵元间距c和列间距d均小于天线组件在工作频率下的二分之一波长；这样有效地保证了每个天线子阵产生波束的稳定性，从而提高了天线组件工作的稳定可靠性。

实施例九

在上述实施例的基础上，继续参考附图3可知，本实施例对于天线子阵的具体个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将天线子阵设置为包括第一子阵9、第二子阵10和第三子阵11，第一子阵9用于产生第一波束，第二子阵10用于产生第二波束，第三子阵11用于产生第三波束；

在同一平面内，第一波束与第二波束形成第三预设夹角，第三波束与第二波束形成第四预设夹角。

其中，第三预设夹角和第四预设夹角为预先设置的，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将第三预设夹角设置为30°、45°、60°或者90°等等，同理的，可以将第四预设夹角设置为30°、45°、60°或者90°等等，较为优选的，将第三预设夹角和第四预设夹角均设置为45°，第三波束与第一波束相垂直。

通过将第三预设夹角和第四预设夹角均设置为45度，且第一波束与第三波束相垂直，在同一平面内，使得该天线组件可以实现0°角波束、-45°角波束和+45°角波束，此时，若将该天线组件倾斜45°角安装在无人飞行器上时，可以使得安装在该无人飞行器上的天线组件实现倾斜45°角波束、水平方向波束和竖直方向波束，这样对于无人飞行器而言，通过该水平方向波束可以实现对无人飞行器的水平方向进行障碍物检测，通过竖直方向波束可以实现对无人飞行器的竖直方向进行障碍物检测，通过倾斜45°角波束可以实现对无人飞行器的倾斜方向上进行障碍物检测，通过设置的一个天线组件可以实现三个不同方向的信息检测功能，有效地提高了该天线组件的检测范围，进一步提高了该天线组件的实用性，有利于市场的推广与应用。

实施例十

图4为图3中的一个子阵的e面方向示意图；图5为图3中的又一个子阵的e面方向示意图；图6为图3中的另一个子阵的e面方向示意图；在上述实施例九的基础上，继续参考附图3-6可知，本实施例对于第一子阵9、第二子阵10和第三子阵11的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将第一子阵9与第三子阵11设置为结构相同，并且第二子阵10设置于第一子阵9与第三子阵11之间。

为了提高天线组件的外形美观程度，将第一子阵9与第三子阵11设置为相对于第二子阵10镜像对称；由于第一子阵9和第三子阵11结构相同，然后将第一子阵9和第三子阵11设置为相对于第二子阵10对阵，进一步的，为了便于保证该天线组件工作的稳定可靠性，将第一子阵9上的子阵元12之间和第三子阵11上的子阵元12之间均通过微带延迟线13相连接；通过设置的微带延迟线13可以使得第一子阵9、第二子阵10和第三子阵11的阵元之间存在一定的相位差，进而使得该天线组件在同一时刻时只能产生某一特定方向的波束，具体可参考附图4-6所示；本实施例对于微带延迟线13的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将微带延迟线13设置为s形结构；这样使得第一子阵9和第三子阵11进行控制；同时使得天线组件的结构整齐，进一步提高了天线组件的市场竞争力。

具体应用时，继续参考附图3-6可知，可以将天线组件设置为覆盖24-24.25ghz的工作频段，并将天线组件设置为可以产生三个不同方向的波束，但是，在同一时刻，只能产生某一个方向的波束，上述波束方向分别为0°、-45°和+45°。

为了实现产生上述三个不同方向的波束，将天线阵列设置为由波束指向不同方向的第一子阵9、第二子阵10和第三子阵11构成，波束指向分别为：第三子阵11指向-45°，第二子阵10指向0°，第一子阵9指向+45°；进一步的，将电路基板设置四层板，长度为84mm，宽度为50mm，厚度为32mil；子阵元12为微带贴片天线，尺寸为3.1mm*4.3mm，其中第二子阵10指向0°，为普通阵列天线，不再赘述，第一子阵9、第二子阵10和第三子阵11均采用了泰勒分布，可有效降低副瓣。

其中，第二子阵10的主瓣宽度为9.7°，副瓣-20db，增益17dbi；第一子阵9和第三子阵11结构完全相同，二朝向相反，第一子阵9指向+45°，第三子阵11则指向-45°，其中，在第三子阵11中设置有微带延迟线13，将馈线做s形弯折来使得第三子阵11各阵元从左至右依次相差140°，同时s形馈线可使结构紧凑，减小面积，辐射损耗，从而最终使阵列波束指向-45°，第一子阵9、第三子阵11的主瓣宽度为14°，增益14dbi，副瓣-15dbi；此时，可以有效地保证该天线组件可以实现0°、-45°和+45°三个方向的波束。

通过将相邻的子阵元间距c和列间距d均设置为小于天线组件在工作频率下的二分之一波长，从而以使天线组件上的第一子阵9、第二子阵10和第三子阵11可以产生0°、-45°和+45°的三个波束，有效地实现了通过一个天线组件可以产生三个不同方向的波束，并且保证了在上述三个方向上的信号发射和接收强度，提高了该天线组件使用的稳定可靠性，并且该结构简单，容易实现，成本低，并且占用的空间较小，有效地提高了该天线组件的市场竞争力，有利于市场的推广与应用。

实施例十一

图7为本发明实施例提供的一种无人飞行器的结构示意图；参考附图7可知，本实施例提供了一种无人飞行器，包括：机体100和天线组件，天线组件安装于机体100上，天线组件包括：电路基板和设置于电路基板上的多个阵元，其中，相邻阵元之间的阵元间距大于天线组件在工作频率下的二分之一波长，以使天线组件产生多个预设方向的波束。

本实施例对于机体100的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将机体100设置为包括起落架，进而可以将天线组件安装在起落架上。

此外，本实施例中天线组件的具体结构、连接关系、实现过程以及实现效果与上述实施例一中的天线组件的具体结构、连接关系、实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

本实施例提供的无人飞行器，通过设置于无人飞行器上的天线组件，可以产生多个预设方向的波束，有效地实现了通过一个天线组件可以产生不同方向的波束，结构简单，容易实现，成本低，并且占用的空间较小，有效地保证了该无人飞行器的实用性，有利于市场的推广与应用。

实施例十二

在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，本实施例对于天线组件中的阵元的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将多个阵元设置为包括：多个相连接的列阵元和设置于列阵元中的多个相连接的子阵元，多个列阵元通过主馈线连接，设置于每一个列阵元中的多个子阵元由主馈线伸出的支馈线连接，阵元间距包括：各个列阵元之间的列间距和相邻子阵元之间的子阵元间距。

本实施例中列阵元、子阵元的具体连接方式、实现过程和实现效果与上述实施例二中的列阵元、子阵元的具体连接方式、实现过程和实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

实施例十三

在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，为了提高天线组件产生多个预设方向的波束的工作稳定可靠性，将列阵元上设置有多个阻抗变换单元，阻抗变换单元用于使多个阵元的幅度服从泰勒分布及将天线组件的电阻值匹配至预设值。

具体的，可以将多个阻抗变换单元设置为天线组件在工作频率下的四分之一波长。

本实施例中阻抗变换单元的具体连接方式、实现过程和实现效果与上述实施例三中的阻抗变换单元的具体连接方式、实现过程和实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

实施例十四

在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，在使用该天线组件进行工作时，为了可以实现在同一时刻可以同时接收到该天线组件所产生的多个预设方向的波束，将主馈线上设置有多个微带延迟线，相邻两个列阵元之间通过微带延迟线使多个阵元在阵元间距下具有相同的相位。

本实施例中微带延迟线的具体连接方式、实现过程和实现效果与上述实施例四中的微带延迟线的具体连接方式、实现过程和实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

实施例十五

在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，为了实现该天线组件的发送信号和接收信号功能，将电路基板上设置有过孔，天线组件通过过孔馈电，过孔与设置于电路基板另一侧的射频电路相连接。

一般情况下，射频电路设置于电路基板的表层，因此，将过孔设置为通过微带线与射频电路相连接。

本实施例对于过孔的具体形状和位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将过孔设置为圆形，且将过孔设置于天线组件的一侧或者天线组件中部等等，较为优选的，将过孔设置于多个阵元之间，这样边缘线路的连接和元器件的布局，进而保证了天线组件结构简单，容易实现。

实施例十六

在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，本实施例对于多个预设方向的波束个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将波束设置为包括：第一波束、第二波束和第三波束；在同一平面内，第一波束与第二波束形成第一预设夹角，第三波束与第二波束形成第二预设夹角。

进一步的，可以将第一预设夹角和第二预设夹角均设置为45°，第三波束与第一波束相垂直。

本实施例中第一波束、第二波束和第三波束的设置关系、实现过程和实现效果与上述实施例六中的第一波束、第二波束和第三波束的设置关系、实现过程和实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

实施例十七

图7为本发明实施例提供的一种无人飞行器的结构示意图；参考附图7可知，本实施例提供了又一种无人飞行器，包括：机体100和天线组件，天线组件安装于机体100上，天线组件包括：电路基板和设置于电路基板上的用于产生不同特定方向波束的多个天线子阵，每个天线子阵均包括多个相连接的阵元，至少一个天线子阵中的各阵元通过微带延迟线彼此连接，以使至少一个天线子阵中的各阵元之间产生相位差。

进一步的，在利用每个天线子阵产生特定方向的波束时，为了保证所产生波束的能量强度，可以将每个天线子阵中相邻阵元之间的阵元间距设置为小于天线子阵在工作频率下的二分之一波长左右，其中，较为优选的，可以将每个天线子阵中阵元间距设置为天线子阵在工作频率下的三分之一至三分之二波长；此时可以使得天线组件所产生的辐射效率的高低与副瓣的大小质量较好，进而提高了天线组件使用的稳定可靠性。

本实施例对于机体100的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将机体100设置为包括起落架，进而可以将天线组件安装在起落架上。

此外，本实施例中天线组件的具体结构、连接关系、实现过程以及实现效果与上述实施例七中的天线组件的具体结构、连接关系、实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

本实施例提供的无人飞行器，设置于无人飞行器上的天线组件，可以使得无人飞行器产生多个特定方向的波束，具体的，将至少一个天线子阵中的各阵元设置为通过微带延迟线彼此连接，从而使得至少一个天线子阵中的各阵元之间产生相位差，进而实现了天线组件可以产生多个预设方向的波束，进一步的，通过将天线组件中的每个天线子阵中相邻阵元之间的阵元间距设置为小于天线子阵在工作频率下的二分之一波长左右，有效地降低了每个天线子阵所产生的副瓣，保证了主瓣能量，提高了每个天线子阵信号的接收发射强度，从而有效地实现了通过一个天线组件可以产生不同方向的波束，结构简单，容易实现，成本低，并且占用的空间较小，有效地保证了该无人飞行器的实用性，有利于市场的推广与应用。

实施例十八

在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，本实施例对于阵元的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将阵元设置为包括多个列阵元和设置于每个列阵元中的多个相连接的子阵元；阵元间距包括：各个列阵元之间的列间距和相邻子阵元之间的子阵元间距。

本实施例中列阵元、子阵元的具体连接方式、实现过程和实现效果与上述实施例八中的列阵元、子阵元的具体连接方式、实现过程和实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

实施例十九

在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，本实施例对于天线子阵的具体个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将天线子阵设置为包括第一子阵、第二子阵和第三子阵，第一子阵用于产生第一波束，第二子阵用于产生第二波束，第三子阵用于产生第三波束；

在同一平面内，第一波束与第二波束形成第三预设夹角，第三波束与第二波束形成第四预设夹角；进一步的，可以将第三预设夹角和第四预设夹角均设置为45°，第三波束与第一波束相垂直。

本实施例中第一子阵、第二子阵和第三子阵的设置关系、实现过程和实现效果与上述实施例九中的第一子阵、第二子阵和第三子阵的设置关系、实现过程和实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

实施例二十

在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，本实施例对于第一子阵、第二子阵和第三子阵的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将第一子阵与第三子阵设置为结构相同，并且第二子阵设置于第一子阵与第三子阵之间。

为了提高天线组件的外形美观程度，将第一子阵与第三子阵设置为相对于第二子阵镜像对称；由于第一子阵和第三子阵结构相同，然后将第一子阵和第三子阵设置为相对于第二子阵对阵，进一步的，为了便于保证该天线组件工作的稳定可靠性，将第一子阵上的子阵元之间和第三子阵上的子阵元之间均通过微带延迟线相连接；通过设置的微带延迟线可以使得第一子阵、第二子阵和第三子阵的阵元之间存在一定的相位差，进而使得该天线组件在同一时刻时只能产生某一特定方向的波束，具体可参考附图4-6所示；本实施例对于微带延迟线的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将微带延迟线设置为s形结构；这样使得第一子阵和第三子阵进行控制；同时使得天线组件的结构整齐，进一步提高了天线组件的市场竞争力。

本实施例中具体应用实施例的具体实现过程和实现效果与上述实施例十中的具体应用实施例的具体实现过程和实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。