一种天线组件和无人机

专利摘要:
本申请提供了一种无人机，所述无人机具体包括：中心体以及天线组件；其中，所述天线组件包括天线和接收电路，所述天线与所述接收电路之间电连接，所述接收电路用于处理所述天线接收的电磁波信号；所述天线设置于所述中心体的侧面，且与所述中心体的侧面共形，所述接收电路设置于所述中心体的侧面之外的位置。本申请实施例中，在占据较小空间的前提下，天线的尺寸可以设计的较大，天线的性能相应较好，有利于所述无人机的小型化设计。
公开号:CN214336906U
申请号:CN202023202265.XU
申请日:2020-12-25
公开日:2021-10-01
发明作者:李栋；桑晓庆
申请人:SZ DJI Technology Co Ltd；
IPC主号:H01Q1-28

专利说明:
[n0001] 本申请涉及无人机技术领域，特别是涉及一种天线组件和无人机。
[n0002] 随着无人机、航模的普及和推广，天线成为了其不可或缺的组件。天线可以用于将无人机上的传感器采集的信息发送给遥控终端，并接收遥控终端的遥控指令。在实际应用中，随着使用过程中对于天线的性能要求越来越高，以及天线上搭载的通信链路越来越多，为了实现较好的信号传输质量，无人机上的天线往往设计得较大。但是，对于无人机来说，天线的体积过大往往不利于无人机的小型化设计。
[n0003] 鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种无人机。
[n0004] 为了解决上述问题，本申请公开了一种无人机，所述无人机包括：中心体以及天线组件；其中，
[n0005] 所述天线组件包括天线和接收电路，所述天线与所述接收电路之间电连接，所述接收电路用于处理所述天线接收的电磁波信号；
[n0006] 所述天线设置于所述中心体的侧面，且与所述中心体的侧面共形，所述接收电路设置于所述中心体的侧面之外的位置。
[n0007] 可选地，所述天线包括：馈电枝节和包绕所述馈电枝节的耦合枝节，所述馈电枝节用于将能量耦合至所述耦合枝节。
[n0008] 可选地，所述天线还包括同轴馈电线、接地区和接地线，所述无人机还包括接地件，所述接地件设置于所述中心体的侧面之外的位置；所述同轴馈电线的内芯与所述馈电枝节电连接，所述同轴馈电线的屏蔽层与所述接地区电连接；
[n0009] 所述接地线的一端与所述接地区电连接，另一端与所述接地件电连接。
[n0010] 可选地，所述接地件为接地电路板。
[n0011] 可选地，所述接地件为设置于所述中心体的金属件。
[n0012] 可选地，所述耦合枝节的长度为所述天线工作波长的四分之一。
[n0013] 可选地，所述中心体包括：壳体，所述天线固定于所述壳体内，且与所述壳体的侧面共形。
[n0014] 可选地，所述天线与所述壳体的内壁固定连接。
[n0015] 可选地，所述天线为印刷在所述壳体内壁的印刷天线。
[n0016] 可选地，所述中心体还包括框架主体，所述框架主体设置于所述壳体内；
[n0017] 所述天线设置于所述框架主体与所述壳体之间，且所述天线与所述框架主体之间形成间隙。
[n0018] 可选地，所述无人机还包括：隔离件，所述天线固定于所述隔离件的一侧，所述隔离件的另一侧固定于所述框架主体；
[n0019] 所述隔离件为塑胶件。
[n0020] 可选地，所述无人机还包括：电路板，所述电路板设置于所述中心体的顶部，所述接收电路设置于所述电路板，所述电路板还设置有除所述接收电路以外的其他功能电路。
[n0021] 可选地，所述天线组件包括至少两个所述天线；
[n0022] 所述至少两个天线分别设置于所述中心体的左右侧面。
[n0023] 本申请包括以下优点：
[n0024] 本申请实施例中，由于天线设置于中心体的侧面，且与所述中心体的侧面共形，因此，在占据较小空间的前提下，天线的尺寸可以设计的较大，天线的性能相应较好。而且，通过将接收电路设置于所述中心体的侧面之外的位置，可以实现所述接收电路与所述天线的分离布局，这样，可以提高所述接收电路在无人机上的布局灵活性，进一步减小天线组件在所述无人机上占据的空间，有利于所述无人机的小型化设计。
[n0025] 图1是本申请的一种无人机某一角度的结构示意图；
[n0026] 图2是图1所示的无人机另一角度的结构示意图；
[n0027] 图3是本申请的一种电路板的结构示意图；
[n0028] 图4是本申请的一种天线的某一侧的结构示意图；
[n0029] 图5是图4所示的天线相背的另一侧的结构示意图；
[n0030] 图6是本申请的另一种天线的某一侧的结构示意图；
[n0031] 图7是图6所示的天线相背的另一侧的结构示意图；
[n0032] 图8是本申请的一种天线的侧向结构示意图；
[n0033] 图9是本申请的一种无人机上的天线布局示意图；
[n0034] 附图标记说明：10-中心体，11-天线，111-馈电枝节，112-耦合枝节，113-同轴馈电线，114-接地区，115-接地线，12-电路板，13-接收电路，14-功能电路；15-同轴线，16-隔离件。
[n0035] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[n0036] 参照图1，示出了本申请的一种无人机某一角度的结构示意图，参照图2，示出了图1所示的无人机另一角度的结构示意图，所述无人机具体可以包括：中心体10以及天线组件；其中，
[n0037] 所述天线组件可以包括天线11和接收电路，天线11与所述接收电路之间电连接，所述接收电路可以用于处理天线11接收的电磁波信号；
[n0038] 天线11设置于中心体10的侧面，且与中心体10的侧面共形，所述接收电路设置于中心体10的侧面之外的位置。
[n0039] 具体地，中心体10可以由框架、外壳等结构件组成而成，中心体10可以作为所述无人机的机体，搭载无人机的控制模块、驱动模块以及旋翼等部件。中心体10的侧面具体可以为左侧面和右侧面。
[n0040] 具体地，天线11与中心体10的侧面共形具体可以为：天线11的外形与中心体10的外形保持一致，且天线11不给中心体10带来额外负担。也即，在不破坏天线11的外形的情况下，天线11可以贴附或者覆盖在中心体10的侧面，以减小天线11占据的空间。
[n0041] 本申请实施例中，由于天线11设置于中心体10的侧面，且与中心体10的侧面共形，因此，在占据较小空间的前提下，天线11的尺寸可以设计的较大，以使得天线11上可以搭载的较多的通信链路，且实现较好的信号传输质量，进而，可以使得天线11的性能相应较好。
[n0042] 在实际应用中，天线11可以用于接收电磁波信号，由于所述接收电路与天线11电连接，天线11接收的电磁波信号可以传输给所述接收电路，所述接收电路则可以用于处理天线11接收的电磁波信号。
[n0043] 本申请实施例中，由于天线11设置在中心体10的侧面，所述接收电路设置于中心体10的侧面之外的位置，因此，所述接收电路与天线11可以分离布局。这样，就可以提高所述接收电路在无人机上的布局灵活性，进一步减小所述天线组件在所述无人机上占据的空间，有利于所述无人机的小型化设计。
[n0044] 示例地，中心体10的侧面之外的外置可以包括：中心体10的顶部、头部或者尾部等，本申请实施例对于所述侧面之外的位置不做具体限定。
[n0045] 本申请实施例中，天线11可以为ADS-B天线、图传天线等，本申请实施例仅以天线11为ADS-B天线为例进行说明，其他类型的天线参照执行即可。
[n0046] 在实际应用中，在天线11为ADS-B天线的情况下，所述接收电路相应可以ADS-B接收机。所述ADS-B天线可以用于接收广播式无线电信号，所述ADS-B接收机则可以根据所述ADS-B天线接收的无线电信号，得到所述无人机的监视信息。
[n0047] 在本申请的一些可选地实施例中，所述无人机还可以包括：电路板12，电路板12设置于中心体10的顶部，所述接收电路设置于电路板12，电路板12还设置有除所述接收电路以外的其他功能电路，这样，就可以避免额外设置专用的电路板来设置所述接收电路，进一步减小所述天线组件在所述无人机上占据的空间。
[n0048] 参照图3，示出了本申请的一种电路板的结构示意图，如图3所示，电路板12上不仅设置有接收电路13，还设置有除接收电路13之外的其他功能电路14。示例的，其他功能电路14可以为全球导航卫星系统电路、图传控制电路等，本申请实施例对此不做具体限定。
[n0049] 需要说明的是，在实际应用中，电路板12还可以为所述无人机的主控板，即，接收电路13可以设置在所述无人机的主控板上，而且，电路板12还可以根据实际需要设置在中心体10的其他位置上。例如，电路板12还可以根据需要设置在中心体10的头部、尾部或者底部等，本申请实施例对此不做限定。
[n0050] 在实际应用中，在接收电路13设置于电路板12的情况下，电路板12与天线11之间可以通过同轴线15进行连接，以实现天线11与接收电路13之间的电连接。
[n0051] 具体地，可以将同轴线15的一端焊接在天线11上，同轴线15的另一端可以设置有同轴线连接器，通过将同轴线15另一端的同轴线连接器连接在电路板12上，可以实现天线11与电路板12上的接收电路13之间的电连接。
[n0052] 参照图4，示出了本申请的一种天线的某一侧的结构示意图，参照图5，示出了图4所示的天线相背的另一侧的结构示意图。如图4所示，天线11具体可以包括：馈电枝节111和包绕馈电枝节111的耦合枝节112，馈电枝节111可以用于将能量耦合至耦合枝节112。
[n0053] 本申请实施例中，由于耦合枝节112包绕馈电枝节111设计，因此，可可以使得耦合枝节112与馈电枝节111之间耦合馈电的效率较高，有利于用较小的天线尺寸实现较高的馈电效率。再加上在所述无人机中，天线11距离周围的金属件的距离比较近，因此，天线11的品质因素较高，辐射阻抗较小。在实际应用中，馈电枝节111与耦合枝节112之间的耦合馈电等效在天线11的馈电口串联一个小电感(馈电枝节111)和一个小电容(馈电枝节111和耦合枝节112的互电容)，起到阻抗匹配的作用，扩展天线11的阻抗带宽。
[n0054] 如图4所示，天线11还可以包括同轴馈电线113和接地区114，同轴馈电线113的内芯与馈电枝节111电连接，同轴馈电线113的屏蔽层与接地区114电连接，馈电枝节111可以通过同轴馈电线113连接至接地区114，实现接地。
[n0055] 参照图6，示出了本申请的另一种天线的某一侧的结构示意图，参照图7，示出了图6所示的天线相背的另一侧的结构示意图。如图6所示，天线11还可以包括接地线115。相应的，所述无人机还可以包括接地件，所述接地件设置在中心体10的侧面之外的区域，即，所述接地件与天线11分离设置。接地线115的一端与接地区114电连接，另一端与所述接地件连接。接地线115与所述接地线件一起组成天线11的辐射地，加大了天线11的接地尺寸，提升了天线11的辐射效率。
[n0056] 可选地，所述接地件可以为接地电路板，接地线115的一端可以焊接在接地区114上，另一端可以连接于所述接地电路板上，接地线115和所述接地电路板可以一起组成天线11的辐射地，增大天线11的接地尺寸。示例地，所述接地电路板可以连接在中心体10的底部、顶部或者其他位置，本申请实施例对于所述接地电路板的具体位置可以不做限定。
[n0057] 可选地，所述接地件还可以为设置于中心体10的金属件，所述金属件具体可以为中心体10上的金属结构件，例如，金属梁、金属工作台以及金属安装板等。接地线115的一端可以焊接在接地区114上，另一端可以连接于所述金属件上，接地线115与所述金属件一起组成天线11的辐射地，增大天线11的接地尺寸。
[n0058] 在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要将在所述无人机上额外设置接地电路板作为所述接地件，也可以采用中心体10上已有的金属件作为所述接地件，本申请实施例对于所述接地件的具体形式可以不做限定。
[n0059] 可选地，耦合枝节112的长度为所述天线工作波长的四分之一，这样，在通过接地线115连接耦合枝节112和接收电路13后，可以形成一个带地板的1/4波长的单极子天线，进一步提升天线11的辐射效率。
[n0060] 例如，在天线11为ADS-B天线的情况下，由于ADS-B天线的谐振在978MHz和1090MHz，对应的1/2波长约为153mm。此时，耦合枝节112的长度可以设置在80mm左右，接近1/4波长，以形成一个带地板的1/4波长的单极子天线。
[n0061] 本申请实施例中，中心体10可以包括：壳体，天线11固定于所述壳体内，且与所述壳体的侧面共形。具体地，所述壳体可以包覆在中心体10外，保护中心体10。为了提高所述无人机的外观美观性，所述壳体也可以进行丰富的外观造型。
[n0062] 在本申请的一些可选实施例中，天线11与所述壳体的内壁固定连接，以便于天线11与所述壳体的共形设计，减小天线11在所述无人机上占据的空间。示例地，在天线11与所述壳体的内壁固定连接的情况下，天线11可以形成于FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)上，所述FPC可以通过粘贴等方式固定在所述壳体的内壁上，以实现天线11与所述壳体的共形设计。
[n0063] 可选地，天线11可以为印刷在所述壳体内壁的印刷天线，这样，可以进一步减少天线11在无人机占据的空间，有利于所述无人机的小型化设计。
[n0064] 本申请实施例中，中心体10还包括框架主体，所述框架主体设置于所述壳体内；天线11设置于所述框架主体与所述壳体之间，且所述天线与所述框架主体之间形成间隙。
[n0065] 具体地，所述框架主体可以作为中心体10的主要结构件，为了嘉庆所述无人机的机身强度，所述框架主体可以采用包含碳纤维的材料制成。例如，所述框架主体可以采用含30％碳纤维的材料注塑加工而成，以很好的平衡碳纤维加工难度，成本，强度和重量等方面的优点。然而，在所述框架主体采用包含碳纤维的材料制成的情况下，在所述框架主体距离天线11较近时，所述框架主体可以等效为一个有损耗的介质材料，会吸收天线11辐射的电磁波，因此，天线11与所述框架主体之间应该性能间隙，以使天线11尽可能的远离所述框架主体，以使得天线11辐射出的能像不被所述中框主体吸收，提高天线11的辐射效率。
[n0066] 如图5、图7所示，所述无人机还包括：隔离件16，天线11固定于所述隔离件16的一侧，隔离件16的另一侧固定于所述框架主体；隔离件16可以为塑胶件等绝缘件。本申请实施例中，通过将隔离件16设置于天线11与所述框架主体之间，可以使得天线11与所述框架主体之间形成间隙，提高天线11的辐射效率。
[n0067] 参照图8，示出了本申请的一种天线的侧向结构示意图，如图8所示，隔离件16的一侧固定在天线11的背面。在实际应用中，可以将隔离件16的另一侧固定在所述框架主体上，以使得天线11与所述框架主体之间形成间隙。
[n0068] 具体地，隔离件16可以为泡棉件、塑胶件等塑料件，隔离件16的另一侧可以通过胶水、双面胶带等粘接介质固定在所述框架主体上。在实际应用中，所述框架主体为了实现减重设计，通常会在其表面设置一些凹槽，为了节约空间，天线11通常可以通过隔离件16固定在所述凹槽内。
[n0069] 参照图9，示出了本申请的一种无人机上的天线布局示意图，如图9所示，所述无人机上的天线组件可以包括至少两个天线11；至少两个天线11分别设置于中心体10的左右侧面。
[n0070] 具体地，中心体10左侧面的天线11的辐射方向为A，有侧面的天线11的辐射方向为B。如图8所示，单根天线11的辐射方向即可覆盖超过一半的中心体10，通过在中心体10的左右侧面分别设置天线11，可以使得左右两侧面的天线11的辐射方向可以很好的覆盖整机的水平面全向，实现全方向辐射，进而，可以提高天线11的辐射效率。
[n0071] 综上，本申请实施例所述的无人机至少可以包括以下优点：
[n0072] 本申请实施例中，由于天线设置于中心体的侧面，且与所述中心体的侧面共形，因此，在占据较小空间的前提下，天线的尺寸可以设计的较大，天线的性能相应较好。而且，通过将接收电路设置于所述中心体的侧面之外的位置，可以实现所述接收电路与所述天线的分离布局，这样，可以提高所述接收电路在无人机上的布局灵活性，进一步减小天线组件在所述无人机上占据的空间，有利于所述无人机的小型化设计。
[n0073] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[n0074] 以上对本申请所提供的一种无人机，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

权利要求:
Claims (13)
[0001] 1.一种无人机，其特征在于，包括：中心体以及天线组件；其中，
所述天线组件包括天线和接收电路，所述天线与所述接收电路之间电连接，所述接收电路用于处理所述天线接收的电磁波信号；
所述天线设置于所述中心体的侧面，且与所述中心体的侧面共形，所述接收电路设置于所述中心体的侧面之外的位置。
[0002] 2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述天线包括：馈电枝节和包绕所述馈电枝节的耦合枝节，所述馈电枝节用于将能量耦合至所述耦合枝节。
[0003] 3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述天线还包括同轴馈电线、接地区和接地线，所述无人机还包括接地件，所述接地件设置于所述中心体的侧面之外的位置；所述同轴馈电线的内芯与所述馈电枝节电连接，所述同轴馈电线的屏蔽层与所述接地区电连接；
所述接地线的一端与所述接地区电连接，另一端与所述接地件电连接。
[0004] 4.根据权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述接地件为接地电路板。
[0005] 5.根据权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述接地件为设置于所述中心体的金属件。
[0006] 6.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述耦合枝节的长度为所述天线工作波长的四分之一。
[0007] 7.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述中心体包括：壳体，所述天线固定于所述壳体内，且与所述壳体的侧面共形。
[0008] 8.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于，所述天线与所述壳体的内壁固定连接。
[0009] 9.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述天线为印刷在所述壳体内壁的印刷天线。
[0010] 10.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于，所述中心体还包括框架主体，所述框架主体设置于所述壳体内；
所述天线设置于所述框架主体与所述壳体之间，且所述天线与所述框架主体之间形成间隙。
[0011] 11.根据权利要求10所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括：隔离件，所述天线固定于所述隔离件的一侧，所述隔离件的另一侧固定于所述框架主体；
所述隔离件为塑胶件。
[0012] 12.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括：电路板，所述电路板设置于所述中心体的顶部，所述接收电路设置于所述电路板，所述电路板还设置有除所述接收电路以外的其他功能电路。
[0013] 13.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述天线组件包括至少两个所述天线；
所述至少两个天线分别设置于所述中心体的左右侧面。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202023202265.XU|CN214336906U|2020-12-25|2020-12-25|一种天线组件和无人机|CN202023202265.XU| CN214336906U|2020-12-25|2020-12-25|一种天线组件和无人机|