一种无人机地面车载站高增益全向天线的设计

南京工程学院毕业设计说明书(论文)作者：* * * 学号：* * *系部：通信工程学院专业：通信工程题目：高增益全向天线的设计指导者： * * * 教授评阅者： * * * 讲师2013 年 6 月南京Design on the High-gain OmnidirectionalAntennasA Dissertation Submitted toNanjing Institute of TechnologyFor the Academic Degree of Bachelor of ScienceByJianjun LuSupervised byProf. Qi WangCollege of Communication Engineering Nanjing Institute of TechnologyJune 2013摘要本课题设计和研究了一种高增益全向天线，天线采用分段线结构，并用电感线圈进行加载，有效增益达到7dB左右，。

课题的主要工作是分析了天线产生高增益的基本原理，研究阵列结构和加载技术，通过改变阵列之间距离的加载大小，实现在水平面方向图的压缩。

本研究主要采用基于有限积分法的电磁仿真技术来实现，并通过CST仿真技术对天线的方向图和回波损耗进行研究得到相关数据。

在仿真计算的基础上，构建天线的实验模型，对影响天线特性的主要因素进行了仿真比较研究，得出一些重要结论。

通过制作实物模型，并用矢量网络分析仪来测出数据，验证仿真结果的正确性，结果表现出较好的一致性。

设计过程中还通过软、硬件相结合的方法，测量了天线的辐射特性，进一步验证了所设计天线的高增益性能。

关键词：全向天线，阵列，高增益，方向图，驻波比，CSTAbstractA high gain omni-directional unipole antenna is studied in this paper. The antenna adopts the segmented line structure and uses inductive coil for loading. The effective gain of the antenna can reach to 7dB and it can work in the frequency band of and the VSWR is less than 2. The main task of the paper is to analyze the basic theory of the high gain antenna. The array structure and loading techniques are also in consideration. Through changing the distance between the array segments, the radiation pattern can be compressed in horizontal direction. This research adopts electromagnetic simulation technology CST to realize, which is based on the method of finite integral. Through the CST simulation, I can get the relationship of return loss vs frequncy and other relevant data. according to the simulation, optimization and analyses, the author constructed a expriment model and measured its voltage stational wave ratio by using the vector network analyzer and good results has been seen. The author also adopt the indirect method of combing the software with the hardware to measure the antenna radiation characteristics of the antenna. It is proved that the antenna has the property of the high-gain antenna .Key words：Omni-directional antenna, Array, High Gain, Pattern, VSWR, CST目录第1章绪论 (5) (5)研究现状 (5) (6)第2章天线基本理论与技术发展 (6)天线的的主要性能参数 (6)天线的带宽 (7)辐射方向图 (7)驻波比和增益 (8)极化特性 (10) (10)天线阵列的研究 (11)天线阵列的原理 (11)天线阵列的分类 (11)第3章高增益全向天线的特点和实现方式 (13)单极子天线，偶极子天线 (13)螺旋电感加载天线 (14) (14)电感 (15)电感线圈的主要特性参数 (15)电感加载单极子天线的特点 (16)高增益天线与全向天线 (16)全向天线 (16)高增益天线 (16)第4章有限积分法与CST仿真技术 (17)有限积分法介绍 (17)场域离散化 (18)方程离散化 (18)CST仿真软件介绍 (19)第 5 章高增益全向天线的设计与研究 (20)高增益全向天线的设计 (20)CST仿真技术在高增益全向天线设计中的应用 (21)螺旋电感线圈的构建 (21) (23) (24)仿真结果的处理分析 (27)高增益全向天线的制作与测试 (37)矢量网络分析仪的校正与测试过程 (39) (39)WirelessMon软件的测量结果 (42)误差分析 (45)第6章总结与展望 (46)致谢 (47)参考文献 (48)第1章绪论天线是无线通讯的前端发射和接收装置，其性能影响着电波信号的传输效果。

一种新型高增益全向天线的制作方法
以下是一种新型全向天线制作方法：
1. 准备材料：需要准备四副宽带单极天线、支撑柱、功率合路器、上支撑板、下支撑板、十字状交叉的脊片、馈电插件、空心柱、开口以及射频电缆。

2. 制作步骤：首先将四副宽带单极天线沿着馈电方向呈线阵排布，然后每个宽带单极天线单元接收信号时其信号分别由电缆经由空心匹配柱传送给功率合路器，并由其实现功率合成。

3. 安装脊片：在上支撑板和下支撑板之间设有十字状交叉的脊片，脊片与上支撑板固定连接，脊片的底部配装有馈电插件。

4. 连接空心柱：在上支撑板和下支撑板之间通过多个空心柱连接，空心柱的个数与单极天线的个数相等，各个空心柱围绕脊片中心成圆周形均匀分布。

5. 安装开口：在上支撑板和下支撑板上与空心柱相对的开有开口，每个单极天线的空心柱与相邻的单极天线的空心柱一一对应的相正对形成通路。

6. 调整形状：所述的脊片由第一脊片和第二脊片组成，第一脊片的底部为逐渐缩小锥形，以调整天线的方向性。

7. 测试与调整：制作完成后，需要对天线进行测试和调整，以确保其性能符合要求。

以上步骤仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。

一种新型高增益全向天线的制作方法新型高增益全向天线是一种可以在不同方向上接收和发射电磁波的天线，它可以广泛应用于通信、雷达、卫星通信等领域。

本文将介绍一种新型高增益全向天线的制作方法，共分为材料准备、天线设计和制作步骤三个部分。

一、材料准备制作新型高增益全向天线需要准备的材料包括：导电材料、绝缘材料、连接器、支架等。

1.导电材料：选择尺寸适中、导电性能良好的金属材料，如铜箔、铝板等。

导电材料的选择将直接影响到天线的性能和稳定性。

2.绝缘材料：在导电材料的基础上需要添加绝缘材料，用于隔离不同部分的导电材料，防止短路和干扰。

3.连接器：选择合适的连接器用于天线的连接，确保信号的传输稳定可靠。

4.支架：天线需要设置支架用于固定和支撑，支架的稳固性和结构设计对天线的性能影响较大。

以上是制作新型高增益全向天线的基本材料准备，接下来将介绍具体的天线设计和制作步骤。

二、天线设计新型高增益全向天线的设计需要考虑到频率范围、增益、方向性和阻抗匹配等因素。

通常可以采用天线模拟软件进行仿真分析，选择合适的天线结构和参数。

1.结构设计：根据具体的通信需求和使用环境，设计合适的天线结构，如单极天线、双极天线、贴片天线等。

2.参数选择：根据频段和增益要求，选择合适的天线参数，包括天线长度、宽度、导体间距等。

3.阻抗匹配：设计天线的阻抗匹配网络，确保天线与驱动电路或信号源之间的匹配良好。

以上是新型高增益全向天线设计的基本步骤，接下来将介绍具体的制作方法。

三、制作步骤1. 制备基底板：将绝缘材料切割成合适大小的基底板，清洁表面杂质，为后续的导电材料粘贴做好准备。

2. 粘贴导电材料：根据设计要求，将导电材料粘贴在基底板上，并按照天线的结构设计和参数要求进行布局和连接。

3. 制作阻抗匹配网络：根据设计要求，制作阻抗匹配网络，确保天线与信号源之间的阻抗匹配良好。

4. 连接器安装：在天线上安装连接器，确保天线与外部信号源的连接稳固可靠。

一种无人机UHF高增益全向天线的设计作者：卢攀来源：《中国科技博览》2012年第26期[摘要]：本文提出了一种无人机UHF全向天线的实现方法，分析了其工作原理，给出了设计参数和实测结果。

天线在225-512（MHz）频带内，电压驻波比小于3，真实增益在-0.5～2.5dBi范围内波动，不圆度小于3dB。

实试结果表明，该天线具有良好的电性能特性，可以广泛应用在无人机及其它升空平台通信领域。

[关键词]：全向天线高增益中图分类号：TM937.5 文献标识码：TM 文章编号：1009-914X(2012)26- 0400 -011 引言现代战术通信系统，是指战术兵团、部队为达成一定的战役战斗目的，按照统一的计划，综合运用各种通信手段，在一定的时间和空间内所进行的一系列通信保障活动的总和。

无人机平台在现代战术通信系统中的作用日益明显，并日渐向集群化、智能化、网络化方向飞速发展。

无人机平台要充分的发挥作用，整个平台的末端设备——天线，就尤为重要。

天线性能优良，可以大幅度提升无人机平台的系统性能，如无人机平台的巡航距离和巡航方位等。

本文设计了一种工作于225-512（MHz）的高增益全向天线，给出了设计参数和实测结果。

测试结果显示天线在工作频带内，具有相当高的增益和良好的全向特性。

该天线可以广泛应用于无人机及其它升空平台通信领域。

2 天线设计在225-512MHz频段，全向天线增益一般较低，如何在全向性的条件下提高天线增益是设计的难点。

双圆锥天线具有频带宽、全向辐射的特点。

其特殊的结构决定了该天线具有宽频带特性。

本文设计以双圆锥为原型，采用Vivaldi天线的指数渐变曲线作为双圆锥结构形式，结构示意图如图 1所示。

天线的设计包括天线开口尺寸、天线的半径、指数渐变率和馈电高度，它们的尺寸直接影响天线的辐射性能。

天线的工作带宽主要由和馈电区填充介质确定。

天线增益主要由和R决定。

该天线的结构形式虽然相对比较简单，但要做到很高的增益和很好的全向性难度较大。

《无人机机载接收机天线的设计与研究》篇一一、引言随着无人机技术的飞速发展，其应用领域日益广泛，包括但不限于军事侦察、地形测绘、航拍、快递物流等。

而无人机的性能表现和操作稳定性很大程度上取决于其搭载的机载接收机天线的性能。

因此，本文旨在研究无人机机载接收机天线的设计，为提升无人机整体性能提供技术支持。

二、无人机机载接收机天线的设计需求设计无人机机载接收机天线时，我们需要考虑以下几个主要需求：1. 信号接收灵敏度：为了确保无人机在各种环境下的信号接收稳定性和准确性，接收机天线应具备较高的灵敏度。

2. 抗干扰能力：无人机在飞行过程中可能会受到各种电磁干扰，因此天线应具备较好的抗干扰能力。

3. 轻便性：由于无人机载重有限，因此要求天线设计轻便，以减轻整体重量。

4. 适应性：天线应能适应不同的飞行环境，如不同高度、不同方向等。

三、无人机机载接收机天线的类型与设计根据需求和实际情况，我们设计了几种不同类型的无人机机载接收机天线。

1. 平面倒F型天线：这种天线具有体积小、重量轻、低剖面等优点，适合于轻型无人机。

通过优化设计，可以进一步提高其灵敏度和抗干扰能力。

2. 螺旋型天线：该类型天线在长距离信号传输和接收中表现优秀，可以用于对飞行高度要求较高的应用场景。

其优点包括增益高、方向性强等。

3. 阵列天线：阵列天线由多个单元组成，可以同时接收多个方向的信号，提高信号的稳定性和可靠性。

这种天线适合在复杂环境下使用。

四、设计与优化在设计无人机机载接收机天线时，我们采用多种优化手段来提高天线的性能。

具体包括：1. 仿真分析：通过电磁仿真软件对天线进行仿真分析，预测其性能表现。

2. 参数优化：根据仿真结果和实际需求，对天线的尺寸、形状、材料等参数进行优化。

3. 实验验证：通过实际实验验证天线的性能表现，并根据实验结果进行进一步的优化。

五、实验与结果分析为了验证设计的有效性，我们进行了多次实验。

实验结果表明，所设计的几种无人机机载接收机天线均具有较高的信号接收灵敏度和抗干扰能力。

专利名称：一种超宽带小型化高增益无人机压制天线专利类型：实用新型专利
发明人：燕小山,陈锐
申请号：CN201821283395.0
申请日：20180809
公开号：CN208423156U
公开日：
20190122
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种超宽带小型化高增益无人机压制天线，包括加载段、波导段、射频连接器、辐射后腔以及指数渐变脊；加载段的活动端设置有开口，其包括加载片，加载片横向设置为向外凸出的弧形，且纵向设置有向外的倾斜角度；指数渐变脊为指数渐变线形状；射频连接器与指数渐变脊固定连接；辐射后腔由波导段内壁、短路板、垂直斜体和水平斜块构成，短路板与波导段远离加载段的一端固定连接，垂直斜体和水平斜块分别与波导段内壁以及短路板固定连接，水平斜块与指数渐变脊的尾部固定连接；本实用新型解决了现有技术存在的干扰天线尺寸偏大、频段覆盖窄、低频增益偏低的缺陷。

申请人：成都市安泰纳科技有限公司
地址：610041 四川省成都市武侯区百花东街78号
国籍：CN
代理机构：成都正华专利代理事务所(普通合伙)
代理人：李蕊
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