用于無人機的全向WLAN天線.pdf

1、無人機（UAV，Unmanned Aerial Vehicle)是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。其中四旋翼無人機是無人機家族中最為普遍的一種，它具有體積小、造價低、垂直起降、結(jié)構簡單、操作靈活等特點，并同時具有重要的軍事和民用價值。但是四旋翼無人機天線對于全向性和不圓度的要求是無人機研究中的一個難點。為了解決這一難題，本文在總結(jié)四旋翼無人機的研究現(xiàn)狀與應用前景的基礎之上，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)頻段的天線設計方案。
　　首先，本文根據(jù)設計方案自行制作無人機模型，為后續(xù)無人機天線的實物測試提供了基礎。由于四旋翼無人機在飛行狀態(tài)下時刻受到來自地面的無線電遙控并與操作者進行信息傳遞，這就要求無人機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機身側(cè)面，工作在2.45GHz的四個矩形環(huán)貼片天線。四個天線通過一分四T型微帶功分器進行饋電，并最

3、終實現(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。通過放置在無人機頂部的一分四功分器對四個相同的天線進行等幅同相饋電。適當調(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缺點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。最終設計出的天線能夠覆蓋WLAN(2.4-2.484GHz)的單個頻段，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)構簡單、便于加工的矩形波導縫隙天線。單個天線尺寸為22×22×6mm3。四個天線通過一分四功分器饋電并分別放置在無人機的各側(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