随着行业级无人机技术的快速发展,高精度GNSS定位技术在无人机上已到广泛应用,但是无人机搜星慢、丢星、甚至出现“炸机”问题,一直困扰着广大用户,今天我们来谈谈关于无人机GNSS产品应用中的一个重要部件----无人机天线。
所有通信设备均离不开一个看似简单的小零件天线。通信天线是无线电设备的电磁波发射器,天线也是对通信距离影响最大的设备。通过调整天线的形式,就能够获得成倍的距离提升。同时天线也是机上电磁干扰的来源,调整天线的安装位置也可以解决大部分电磁干扰问题。
鞭状天线是无人机上最常用的天线形式,因为柱状天线的辐射强度是轴线方向最弱,其他位置承环形分布,所以使用竖直向上或向下的鞭状天线可以在无人机任何飞行姿态,任何朝向和距离情况下获得比较稳定的信号。一般机载鞭状天线从3-9dB不等。随着通信频率的提高而缩短。它的最大缺陷就是要提高通信距离就需要成倍加长,飞行器不能够携带太长的天线,会带来很大的阻力并且容易受伤,所以一般在地面增加天线增益来提高通信距离。
无人机天线鞭状天线
为了提高通信距离,地面站往往配备板状天线。它的辐射分布是平板所朝向的方向最强、其他方向逐渐减弱,一般民用产品增益可达24dB,在相等发射功率的情况下,理论上能够延长为通信距离四倍。我们可以把板状天线理解为发射功率聚拢的鞭状天线,所以它带有很强的指向性。当天线平板中心对准飞行器时,可获得最好的通信效果、对不准则失去信号。所以常见一种与它配套的专用设备,叫作天线跟踪器,能够根据无人机链路反馈的信息。自动驱动板状天线对准无人机。
无人机天线板状天线
全球定位系统也需要使用天线来接收卫星信号,但是每一颗卫星的信号发射功率只有几十瓦,这相当于越过几万千米,观察一个灯泡的亮灭。所以需要使用专用天线,这就是陶瓷平板天线。其内部采用单个或阵列式陶瓷天线,増强信号接收能力,并集成信号放大器用于过滤杂波放大卫星信号。微型无人机所使用的一体化GPS、集成的就是这种天线。
无人机天线陶瓷平板天线
抛物面天线是天线中的贵族,它是接收信号最稳定也是最娇气的一个,它拥有一个大型抛物面盘,将无线电台号集中投射到中心架起的信号接收器上这种天线体积庞大,价格昂贵,只用于中型和大型无人机,需要高精度伺服系统来辅助对准,在当前的民用无人机中很少使用。