阅读说明：本技术 双频天线以及无人飞行器 (Dual-frequency antenna and unmanned aerial vehicle ) 是由 谭杰洪 张桂林 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了双频天线以及无人飞行器,其中,双频天线包括基板、同轴线、接地件、第一辐射体、第二辐射体以及套筒辐射体,基板包括第一表面,同轴线包括内导体和与内导体绝缘设置的外导体,接地件设于第一表面并与外导体电连接,第一辐射体设于第一表面并与内导体电连接,第一辐射体与接地件间隔设置,第二辐射体,设于第一表面并与接地件电连接,第一辐射体与第二辐射体间隔设置以向第二辐射体耦合馈电,套筒辐射体,套设于同轴线外且套筒辐射体的一端与外导体电连接。本发明公开的双频天线具有可以同时覆盖900MHz和2.45GHz两个天线频段,且在900MHz和2.45GHz两个频段的全向辐射性能较优以及能够有效地简化了天线的结构和缩小天线尺寸的优点。(The invention discloses a dual-frequency antenna and an unmanned aerial vehicle, wherein the dual-frequency antenna comprises a substrate, a coaxial line, a grounding part, a first radiating body, a second radiating body and a sleeve radiating body, the substrate comprises a first surface, the coaxial line comprises an inner conductor and an outer conductor arranged in an insulating mode with the inner conductor, the grounding part is arranged on the first surface and is electrically connected with the outer conductor, the first radiating body is arranged on the first surface and is electrically connected with the inner conductor, the first radiating body and the grounding part are arranged at intervals, the second radiating body is arranged on the first surface and is electrically connected with the grounding part, the first radiating body and the second radiating body are arranged at intervals to feed power to the second radiating body in a coupling mode, and the sleeve radiating body is sleeved outside the coaxial line and one end of the sleeve radiating body is. The dual-frequency antenna disclosed by the invention has the advantages that the dual-frequency antenna can simultaneously cover two antenna frequency bands of 900MHz and 2.45GHz, the omnidirectional radiation performance of the dual-frequency antenna at the two frequency bands of 900MHz and 2.45GHz is better, the structure of the antenna can be effectively simplified, and the size of the antenna can be reduced.)

双频天线以及无人飞行器

技术领域

本发明涉及无人飞行器领域，尤其涉及一种双频天线和一种采用该双频天线的无人飞行器。

背景技术

随着无线通信的飞速发展，各种业务数据的需求，天线设计主要朝着小型化、多频段及宽频段发展。双频段(例如900MHz和2450MHz)天线具有较好的全方向性，在很多领域具有广泛的应用。现有双频天线的两个天线分别用两根馈电同轴线在基板的正反面同时进行馈电，使得天线的馈电结构复杂，在应用中需要两个端口和天线进行连接，增加了射频端的负担。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明公开了一种双频天线和一种采用了该双频天线的无人飞行器。

一方面本发明公开了一种双频天线，包括：

基板，包括第一表面；

同轴线，包括内导体和与所述内导体绝缘设置的外导体；

接地件，设于所述第一表面并与所述外导体电连接；

第一辐射体，设于所述第一表面并与所述内导体电连接，所述第一辐射体与所述接地件间隔设置；

第二辐射体，设于所述第一表面并与所述接地件电连接，所述第一辐射体与所述第二辐射体间隔设置以向所述第二辐射体耦合馈电；以及

套筒辐射体，套设于所述同轴线外且所述套筒辐射体的一端与所述外导体电连接。

作为一种改进方式，所述第一辐射体包括第一微带线和第一振子臂，所述第一微带线的一端与所述第一振子臂连接、另一端与所述内导体连接。

作为一种改进方式，所述第一辐射体还包括第二微带线，所述第二微带线的一端与所述第一振子臂连接，另一端与所述第一微带线连接，所述第二微带线以宽度逐渐加宽的形式从所述第一微带线朝向所述第一振子臂延伸。

作为一种改进方式，所述第二辐射体设有两个，两个所述第二辐射体分别设于所述第一微带线的两侧。

作为一种改进方式，每个所述第二辐射体包括第三微带线和第二振子臂，所述第三微带线的一端与所述接地件连接、另一端与所述第二振子臂连接。

作为一种改进方式，所述第二振子臂设于所述第三微带线远离所述第一微带线的一侧。

作为一种改进方式，所述第三微带线包括从所述接地件朝向所述第一振子臂方向延伸的第一延伸部和从所述第一延伸部远离所述接地件的一端往远离所述第一微带线方向延伸的第二延伸部，所述第二振子臂从所述第二延伸部远离所述第一微带向的一端朝向所述接地件延伸。

另一方面本发明公开了一种无人飞行器，包括机身、机臂、脚架、螺旋桨机构以及上述的双频天线，所述机身设于所述机臂的一端并与所述机臂连接，所述脚架和所述螺旋桨机构设于所述机臂的另一端并与所述机臂连接，所述套筒辐射体安装于所述机臂内，所述基板安装于所述脚架内。

作为一种改进方式，所述无人飞行器还包括设于所述机臂的内部以压紧固定所述套筒辐射体的固定件。

作为一种改进方式，所述机臂包括上壳体和与所述上壳体连接的下壳体，所述固定件与所述上壳体卡扣连接并与所述下壳体围合形成用于***述套筒辐射体的第一收容腔。

作为一种改进方式，所述上壳体包括顶壁和两个分别设于所述顶壁两相对侧的侧壁，每个所述侧壁上设有若干个沿所述机臂延伸方向间隔设置的凸条，所述固定件的两侧分别设有若干个与所述凸条一一对应的第一卡槽，所述固定件通过所述凸条与所述第一卡槽的配合与所述上壳体卡扣配合。

作为一种改进方式，所述无人飞行器还包括用于向所述螺旋桨机构供电和传输信号的导线，所述固定件和所述上壳体围合形成用于***述导线的第二收容腔。

作为一种改进方式，所述脚架包括用于***述基板的第三收容腔，所述第三收容腔的内侧壁设有两个相对设置的第二卡槽，所述基板的两侧分别卡设于两个所述第二卡槽中。

本发明公开的双频天线包括基板、同轴线、接地件、第一辐射体、第二辐射体以及套筒辐射体，通过在基板的第一表面设有接地件、第一辐射体和第二辐射体，第一辐射体与同轴线的内导体连接并与接地件间隔设置，第二辐射体与接地件连接，第一辐射体与第二辐射体之间耦合馈电，并通过设置套筒辐射体套设于同轴线外且套筒辐射体的一端与外导体电连接。该设计方式的双频天线可以实现同时覆盖900MHz和2.45GHz两个双频段，且通过设置第一辐射体与同轴线的内导体电连接，而第二辐射体通过接地件与同轴线的外导体电连接，第一辐射体和第二辐射体之间耦合馈电，这样，不用设置两条同轴线分别对第一辐射体和第二辐射体进行馈电，有效地简化了天线的结构，且由于不用设置两条同轴线分别对第一辐射体和第二辐射体进行馈电，减少了第一辐射体和第二辐射体的焊接点，减少焊接工序，同时由于焊点减少提高了产品的稳定性；另外，由于900MHz和2.45GHz两个双频段共用第一辐射体，有效地减小了双频天线的尺寸。

附图说明

图1为本发明实施例公开的双频天线的结构示意图；

图2为图1中A处局部放大示意图；

图3为图1中所示的双频天线的S参数测试结果示意图；

图4为图1中所示的双频天线的900MHz频段的辐射方向测试结果示意图；

图5为图1中所示的双频天线的2.45GHz频段的辐射方向测试结果示意图；

图6为本发明实施例公开的无人飞行器的结构示意图；

图7为图6中所示的机臂、脚架以及螺旋桨机构的配合示意图；

图8为图7中所示结构的***示意图；

图9为图8中B处局部放大示意图；

图10为上壳体和螺旋桨机构的结构示意图；

图11为机臂的横截面示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1-3，本发明的实施例公开一种双频天线100，包括基板10、同轴线20、接地件30、第一辐射体40、第二辐射体50以及套筒辐射体60。基板10包括第一表面11；同轴线20包括内导体21和与内导体21绝缘设置的外导体22；接地件30设于第一表面11并与外导体22电连接；第一辐射体40设于第一表面11并与内导体21电连接，第一辐射体40与接地件30间隔设置；第二辐射体50设于第一表面11并与接地件30电连接，第一辐射体40与第二辐射体50间隔设置以向第二辐射体50耦合馈电；套筒辐射体60套设于同轴线20外且套筒辐射体60的一端与外导体22电连接。优选地，内导体21与第一辐射体40通过焊接进行固定，外导体22与接地件30通过焊接进行固定。

本实施例中，第一辐射体40与套筒辐射体60构成900MHz的辐射单元，第一辐射体40与第二辐射体50构成2.45GHz的辐射单元，也即，该双频天线100可以实现同时覆盖900MHz和2.45GHz两个双频段；且通过设置第一辐射体40与同轴线20的内导体21电连接，而第二辐射体50通过接地件30与同轴线20的外导体电连接，第一辐射体40和第二辐射体50之间耦合馈电，这样，不用设置两条同轴线20分别对第一辐射体40和第二辐射体50进行馈电，有效地简化了天线的结构，且由于不用设置两条同轴线20分别对第一辐射体40和第二辐射体50进行馈电，减少了第一辐射体40和第二辐射体50的焊接点，减少焊接工序，同时由于焊点减少提高了产品的稳定性；另外，由于900MHz和2.45GHz两个双频段共用第一辐射体40，有效地减小了双频天线100的尺寸。

优选地，套筒辐射体60为铜管。套筒辐射体60可以是横截面轮廓为圆形的筒体或者横截面轮廓为三角形的筒体或者横截面轮廓椭圆形的筒体或者横截面轮廓为多边形的筒体或者横截面轮廓为不规则形状的筒体，优选为横截面轮廓为圆形的筒体。

在另一些实施例中，第一辐射体40包括第一微带线41和第一振子臂42，第一微带线41的一端与第一振子臂42连接、另一端与内导体21连接。第一振子臂42的宽度大于微带线41的宽度。优选地，第一振子臂42在垂直于第一表面11方向上的投影轮廓呈长方形。

在另一些实施例中，第一辐射体40还包括第二微带线43，第二微带线43的一端与第一振子臂42连接，另一端与第一微带线41连接，第二微带线43以宽度逐渐加宽的形式从第一微带线41朝向第一振子臂42延伸。第二微带线43在垂直于第一表面11方向上的投影轮廓大致呈三角形。通过设置第二微带线43在垂直于第一表面11方向上的投影轮廓大致呈三角形可以双频段天线100在2.45GHz频段的带宽。

在另一些实施例中，第二辐射体50设有两个，两个第二辐射体50分别设于第一微带线41的两侧。通过设置两个第二辐射体50，可以增强双频段天线100的辐射性能。

在另一些实施例中，每个第二辐射体50包括第三微带线51和第二振子臂52，第三微带线51的一端与接地件30连接、另一端与第二振子臂52连接。优选地，第三微带线51包括一端与接地件30连接的第一延伸部511和与第一延伸部511远离接地件30一端连接的第二延伸部512，第一延伸部511与第一微带线41平行，第二延伸部512与第一微带线41垂直。优选地，第二振子臂52与第一微带线41平行。

在另一些实施例中，第二振子臂52设于第三微带线51远离第一微带线41的一侧。也即，第二延伸部512是从第一延伸部511远离接地件30一端朝远离第一微带线41的一侧延伸。可以理解地，第二振子臂52也可以设于第三微带线51靠近第一微带线41的一侧，具体可以根据实际设计需要而定。

定义双频天线100在2.45GHz频段的波长为λ₁，定义双频天线100在900MHz频段的波长为λ₂，定义第一辐射体40的长度(指第一辐射体40在基板10长度方向上两端的距离)为L₁，定义第一振子臂42的长度(指第一振子臂42在基板10长度方向上两端的距离)为L₂，定义第二振子臂52的长度(指第二振子臂52在基板10长度方向上两端的距离)为L₃，定义套筒辐射体60与外导体22的连接点到外导体22与接地件30连接点的距离为L₄，定义套筒辐射体60的轴向长度为L₅。优选地，L₁＝(1/8～3/4)λ₂；优选地，L₂＝(1/8～3/4)λ₁；优选地，L₃＝(1/8～3/4)λ₁；优选地，L₄+L₅＝(1/8～3/4)λ₂。

请参阅图4-5，图4展示的是双频天线100的900MHz频段的辐射方向测试结果，图5展示的是双频天线的2.45GHz频段的辐射方向测试结果，由图4和图5可知，本实施例提供的双频天线100在900MHz频段和2.45GHz频段具有较优的全向辐射性能，且具有较大的驻波带宽。

请参阅图1-2、6-11，本发明的实施例还提供一种无人飞行器800，该无人飞行器800包括机身200、机臂300、脚架400、螺旋桨机构500以及上述的双频天线100，机身200设于机臂300的一端并与机臂300连接，脚架400和螺旋桨机构500设于机臂300的另一端并与机臂300连接，套筒辐射体60安装于机臂300内，基板10安装于脚架400内。

本实施例中，由于该无人飞行器800采用了上述的双频天线100，因而，该无人飞行器800可以同时覆盖900MHz和2.45GHz两个天线频段；且不用设置两条同轴线20分别对第一辐射体40和第二辐射体50进行馈电，有效地简化了天线的结构，以及减少了第一辐射体40和第二辐射体50的焊接点，减少焊接工序，同时由于焊点减少提高了产品的稳定性的优点。此外，通过将套筒辐射体60安装于机臂300内，将基板10安装于脚架400内，该无人飞行器800实现了天线的内置，充分地利用了无人飞行器800的空间，使得整个无人飞行器800具有体积小，结构精巧和成本低的优点。

在另一些实施例中，无人飞行器800还包括设于机臂300的内部以压紧固定套筒辐射体60的固定件600。可以理解地，该无人飞行器800不局限于通过设置固定件600的方式来固定套筒辐射体60，例如通过设置机臂300内部具有刚好以容置套筒辐射体60的空间以实现套筒辐射体60的固定也是可以的。优选地，固定件600采用塑料材质制成。

在另一些实施例中，机臂300包括上壳体301和与上壳体301连接的下壳体302，固定件600与上壳体301卡扣连接并与下壳体302围合形成用于收容套筒辐射体60的第一收容腔303。

在另一些实施例中，上壳体301包括顶壁3011和两个分别设于顶壁3011两相对侧的侧壁3012，每个侧壁3012上设有若干个沿机臂300延伸方向间隔设置的凸条3013，固定件600的两侧分别设有若干个与凸条3013一一对应的第一卡槽601，固定件601通过凸条3013与第一卡槽601的配合与下壳体302卡扣配合。

在另一些实施例中，无人飞行器800还包括用于向螺旋桨机构供电和传输信号的导线700，固定件600和上壳体301围合形成用于收容导线700的第二收容腔304。通过设置固定件600和上壳体301围合形成用于收容导线700的第二收容腔304，由上述的实施方式描述可知，套筒辐射体60设于固定件600与下壳体302围合形成的第一收容腔303中，这样，实现了套筒辐射体60与导线700的隔离，避免了无人飞行器800运行时，导线700中传输的电信号对套筒辐射体60的辐射性能产生影响，保证了天线性能。

定义导线700与套筒辐射体60的距离为L₆，优选地，L₆＝5mm～λ₂/8。

在另一些实施例中，脚架400包括用于收容基板10的第三收容腔401，第三收容腔401的内侧壁设有两个相对设置的第二卡槽402，基板10的两侧分别卡设于两个第二卡槽402中。该设置方式使得天基板10可以牢固地固定在脚架400中。

在另一些实施例中，机臂300和脚架400都设有四个。具体地，机身200前端的两侧设有两个机臂300和两个分别与两个机臂300连接的脚架400，机身200后端的两侧也设有两个机臂300和两个分别与两个机臂300连接的脚架400。优选地，双频天线100设有两个，两个双频天线100分别设于机身200前端两侧的机臂300和脚架400内。通过设置两个双频天线100，使得无人飞行器800能够辐射出较优的天线信号。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。