一种GNSS与微波传输合一的无人机天线的制作方法

一种gnss与微波传输合一的无人机天线
技术领域
1.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：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.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。
6.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。
7.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。
8.优选的，所述底板为圆形板，gnss天线罩为半圆形罩体。
9.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。
10.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。
11.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。
12.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。
13.优选的，所述对外射频连接端子为sma内螺内针。
14.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。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
16.（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；
17.（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；
18.（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
19.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；
20.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；
21.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；
22.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；
23.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；
24.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；
25.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。
26.附图标记说明：
27.1、gnss天线，2、固定结构件，3、微波传输天线，4、紧固螺钉；
28.1-1、底板，1-2、gnss天线罩，1-3、gnss射频信号线；
29.1-1-1、圆形螺纹槽；
30.3-1、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
31.下面结合实施例描述本实用新型具体实施方式：
32.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。
33.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。
34.实施例1
35.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。
36.实施例2
37.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。
38.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。
39.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；
40.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。
41.实施例3
42.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。
43.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。
44.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。
45.实施例4
46.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。
47.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。
48.实施例5
49.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。
50.所述微波天线保护壳3-1由聚四氟乙烯材料制成。
51.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。
52.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。
53.优选的，所述对外射频连接端子3-5为sma内螺内针。
54.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。
55.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。
56.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。
57.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；
58.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。
59.本实用新型工作原理如下：
60.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。
61.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。
62.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。
63.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：
64.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；
65.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；
66.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；
67.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。
68.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。
69.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。
70.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。
71.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。
72.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。