2025-06-10
在飞行平台上,每克重量都关乎续航,每分贝干扰都影响定位稳定。下面从“轻量化”与“抗干扰”两大维度分条说明设计要点,便于在选型或自研时对照检查。
一、轻量化设计要点
二、抗干扰设计策略
多星座、多频点
选用支持 GPS L1/L2、北斗 B1/B2/B3、Galileo E1/E5 的宽带天线。多频有助于利用频率分集和差分消除干扰。
方向图优化
贴片+迷你阻波槽(mini choke)结构能在不显著增重的前提下抑制近地反射多路径。
内置滤波
在天线前端布置窄带 SAW 或 BAW 滤波器并选用 NF<1 dB 的 LNA;把前端放大器尽量靠近辐射单元,缩短未放大的同轴段。
屏蔽与隔离
关键射频路径包覆金属箔,接地设计成“单点接地+环形回流”,避免与电调、图传共地造成环路。
天线位置
保持与高功率发射机(图传、遥控链路)>15 cm 的间距;若无法满足,用薄壁吸波材料(EMI foam)夹层进行隔离。
供电净化
前端放大器使用独立 LDO,PSRR≥60 dB;电源线串接铁氧体磁珠抑制高频纹波。
自适应干扰检测
在接收机端启用 FFT 宽带监测或脉冲干扰检测模块,对持续载波或宽带噪声实时标记并权重剔除。
机体材料影响评估
若机壳选用碳纤维,必须在天线窗位置开透明窗口或用玻璃纤维隔断,以免碳纤维的导电网纹削弱信号。
三、整机级配合细节
共址天线布局
视频图传、遥测 900 MHz、2.4 GHz、5.8 GHz 发射天线宜与 GNSS 天线成 90° 极化或水平高度错开至少 100 mm。
接口标准化
采用 SMA 或 H.FL 可热插拔方案,方便起降现场快速更换并保持射频匹配。
环境密封
轻量化罩壳仍需≥IP54,防止水汽进入造成相位中心漂移。
应力测试
对轻质结构件做 5–10 g 随机振动和 −20 °C 至 +60 °C 热循环,验证强度与介电性能稳定性。
四、验证流程建议
暗室方向图扫描:检查增益、圆极化轴比,确认压低地平面副瓣。
带飞干扰测试:在实机飞行中记录 C/N0 曲线,与地面基准天线对比差分。
多路径场景试飞:近水面或城市峡谷环境下验证固定解保持率。
轻量化与抗干扰本质上是一对“重量—性能”平衡:
轻量化 通过材料、结构与集成减少负荷,为无人机赢得续航余地;
抗干扰 则确保在复杂电磁与多路径环境中依旧输出厘米级定位精度。
在实际设计中,可先划定“目标重量 ≤ x 克、所需增益 ≥ y dBi”两条硬指标,再用上述策略逐项取舍,往往能在 3D 打样两轮内找到满足飞行要求且生产可行的最优解。