用于無人機(jī)的全向WLAN天線.pdf

1、無人機(jī)（UAV，Unmanned Aerial Vehicle)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。其中四旋翼無人機(jī)是無人機(jī)家族中最為普遍的一種，它具有體積小、造價(jià)低、垂直起降、結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活等特點(diǎn)，并同時(shí)具有重要的軍事和民用價(jià)值。但是四旋翼無人機(jī)天線對于全向性和不圓度的要求是無人機(jī)研究中的一個(gè)難點(diǎn)。為了解決這一難題，本文在總結(jié)四旋翼無人機(jī)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景的基礎(chǔ)之上，提出了三種能夠覆蓋無線局域網(wǎng)WLAN(2

2、.4-2.484GHz、5.15-5.35GHz、5.75-5.825GHz)頻段的天線設(shè)計(jì)方案。
　　首先，本文根據(jù)設(shè)計(jì)方案自行制作無人機(jī)模型，為后續(xù)無人機(jī)天線的實(shí)物測試提供了基礎(chǔ)。由于四旋翼無人機(jī)在飛行狀態(tài)下時(shí)刻受到來自地面的無線電遙控并與操作者進(jìn)行信息傳遞，這就要求無人機(jī)天線要具有很好的全向性以及不圓度。方案一是一款放置在無人機(jī)機(jī)身側(cè)面，工作在2.45GHz的四個(gè)矩形環(huán)貼片天線。四個(gè)天線通過一分四T型微帶功分器進(jìn)行饋電，并最

3、終實(shí)現(xiàn)了水平面內(nèi)的全向性和不圓度。
　　其次，本論文提出了一種用于無人機(jī)的垂直交叉偶極子貼片天線的方案。該方案利用相互垂直的兩個(gè)偶極子貼片天線使得輻射方向圖發(fā)生45°的偏移。通過放置在無人機(jī)頂部的一分四功分器對四個(gè)相同的天線進(jìn)行等幅同相饋電。適當(dāng)調(diào)整天線的擺放位置可以較好的全向性和不圓度。但是上述方案的一個(gè)缺點(diǎn)就是交叉偶極子貼片天線在2.4-2.484GHz頻段內(nèi)尺寸較大。為了解決這一問題，在上述方案的基礎(chǔ)上彎折貼片天線臂，并將彎

4、折部分緊貼在2mm厚的微帶天線基板邊沿，這樣就使得天線尺寸大大減小。最終設(shè)計(jì)出的天線能夠覆蓋WLAN(2.4-2.484GHz)的單個(gè)頻段，并具有較好的全向性和效率。
　　最后，本文提出了一種尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、便于加工的矩形波導(dǎo)縫隙天線。單個(gè)天線尺寸為22×22×6mm3。四個(gè)天線通過一分四功分器饋電并分別放置在無人機(jī)的各側(cè)面中心。該天線通過旋轉(zhuǎn)擺放角度和位置可以得到不同效果的輻射方向圖。通過優(yōu)化掃參找到最佳放置角度和位置，最終實(shí)