本帖最后由 天线老兵 于 2020-7-3 11:26 编辑
第五个问题：遥控器端天线改装性能 上次曾讲过，常见的遥控器端天线为棒式全向天线，由于有操作者的存在，后半部分的信号被遮挡，有就是50%的信号能量是无用的；如果操作者能让遥控器一直面对无人机，就可以考虑使用定向天线，把95%的能量汇聚在前方，实现最简单最有效的增程。 那定向天线有什么样式的呢？种类太多了，比如微带贴片，缝隙，反射式，透镜式，螺旋，八木，对数周期天线，喇叭口等等，实现方式也是多种多样，当然应用场景也各有不同。如果对遥控器来说，微带贴片天线可能比较适用。外观如下图，一般为两层，也有多层的。这种天线的增益最大方向为天线平面的法线方向，定义XYZ轴如图。
| | 面积为40*40mm @5.8G | 面积为65*65mm @5.8G | | 3D方向图 |
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| | 沿XZ轴切割 |
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| | 沿YZ轴切割 |
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| | 仿真最大增益 | 7.8dBi | 13.8dBi | | 半波功率角度 | -35~35° | -20~20° |
从天线的3D和2D方向图如下，最大增益方向为Z轴方向，偏离Z轴之后，天线增益逐渐降低，Z轴负方向能量基本最低，基本为-13dB左右，也就是说能量基本都集中在天线的法线方向，其原因是把其他角度的能量进行了汇聚。 如果想达到更高的增益，就需要更多的辐射单元，因而天线的面积也就越大，比如上图5.8G天线，40*40mm的面积，仿真增益为7.8dBi；如果天线面积为65*65mm时，天线的仿真增益为13.5dBi。 天线的增益越高，能量汇聚的越明显，增程的效果越明显，但半功率角度就会越小，也就是说无人机必须和天线面的法线要保证在一定角度之内，否则，无人机的会丢失信号，最后可能导致飞丢。举一个极端的例子，比如使用抛物面式天线，增益可以达到28~29dBi，半功率波瓣宽度为4~5°，也是说使用时和Z轴的夹角不能大于3°，否则无人机可能丢失信号。如果想保证这个对准精度，靠手动是无法实现的，就需要其他的辅助手段了。 那多少增益的天线是合适的选择呢？如果手持遥控器，增益不要大于14dBi，这时候天线的半波角度为25~30°左右，也就是要和Z轴保证在15°范围内。如果天线的实际增益是14dBi，这时增程效果已经是原来的4倍多了，这已经很远了，如果再远，商用的图传无人机估计只能飞过去，却飞不回来了。一般来讲，6~12dBi的增益可能比较适合普通消费者，增益适中，半波角度适合，操作起来容易，增程倍数可观。 更实际的问题，现在很多天线厂家拿仿真结果来说事，其实仿真结果和实物的差别比较大。比如上图的两个天线，7.8dBi增益的天线，实际的最好结果为6.5dBi左右，13.8dBi增益的天线，实际的最好结果为11.5dBi左右，导致其中差别的原因很多。当然还有很多天线厂家拿一些其他的指标来忽悠，这里就不做讨论了。我只能保证我们产品的性能，至于其他家的天线，建议大家多试试多比较。 我们这边的定向天线，2.4G有6.5dBi的，面积65*65mm；5.8G的6.5dBi天线，面积为40*40mm；5.8G的11.5dBi天线，面积是65*65mm，已经调整打样多次，预计7月份可以出来最终产品。 | 
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发表于 2020-6-25 13:20:57
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发表于 2020-7-12 09:20:16
