2025-07-30
将GNSS天线安装在无人机上,结构设计和安装细节对定位精度和飞行稳定性至关重要。无人机环境特殊,天线不仅要保证信号接收良好,还要兼顾重量、振动、电磁干扰等因素。以下是无人机GNSS天线安装中必须重点关注的结构细节。
一、天线安装位置选择
无人机机体空间有限,合理选择天线安装位置是第一步。
远离电磁干扰源:电机、电子调速器(ESC)、无线传输模块及电源线路都会产生强烈电磁干扰。天线应尽量安装在远离这些部件的位置,避免信号质量受损。
无遮挡无遮挡无遮挡:天线要保持开阔视野,顶部无遮挡,确保卫星信号360度全方位接收,避免机体结构、云台、摄像头、桨叶等阻挡信号。
机体重心考虑:天线应安装在接近无人机重心的位置,避免因偏置导致飞行姿态不稳。对于多旋翼无人机,一般建议安装在机身上方中央位置。
二、安装固定结构设计
无人机飞行过程中振动剧烈,天线固定必须稳固。
抗振动设计:采用减震橡胶垫或软连接件,降低飞行振动传递给天线,防止信号丢失和硬件损伤。
紧固件选择:使用耐腐蚀、轻量的螺丝或卡扣,保证安装牢固且便于维护。避免松动导致天线倾斜或脱落。
可拆卸设计:考虑便于检修和更换,设计快速拆装机构,但不能影响固定牢固度。
三、天线结构形态及外壳材质
天线本体形态和外壳材质直接影响信号接收和抗环境能力。
低剖面设计:尽量选用扁平或半球形天线,减少风阻和飞行阻力,避免影响飞行效率。
材质选择:天线罩壳一般采用高强度ABS或工程塑料,具备耐磨、抗紫外线和防水功能,保护内部元件。
屏蔽性能:外壳需保证良好的电磁兼容(EMC)性能,避免无人机自身电子设备产生的干扰影响天线。
四、天线相位中心和定位基准的固定
高精度定位要求天线相位中心稳定且可准确测量。
固定基准标记:为后期校准和数据处理提供准确的安装参考,天线安装结构应包含明显的基准面或测量标记。
防止位移和旋转:安装结构设计要防止飞行中由于振动或撞击导致天线微小位移或转动,避免影响定位精度。
保证安装角度:一般要求天线垂直向上安装,避免倾斜,否则影响信号接收和相位中心模型适用性。
五、布线及连接接口设计
避免信号衰减与干扰:GNSS天线到接收机之间的同轴电缆应采用低损耗、高屏蔽的型号,布线避免紧贴动力线和电源线。
接口防护:采用防水防尘的连接器,保证接口长期稳定,适应各种气候条件。
布线固定:合理规划电缆走向,用扎带或固定夹固定,避免飞行时振动导致磨损或接触不良。
六、天线与无人机结构的电磁兼容性(EMC)
避免金属屏蔽:避免金属部件覆盖天线,尤其是金属罩壳或机身顶盖。
合理接地设计:确保无人机机体与天线接地良好,减少干扰和静电积累。
电磁干扰测试:完成安装后进行EMC测试,确保天线信号质量和系统整体稳定。
七、环境适应性考虑
无人机常在多变环境飞行,天线结构需考虑以下因素:
防水防尘等级:推荐IP67及以上,防止雨水、尘埃影响。
耐温耐候性:应能适应高温、低温及紫外线照射,保证长期可靠运行。
抗振动冲击:飞行过程中受强烈振动冲击,天线结构材料和安装方式必须保证耐久。
无人机上安装GNSS天线,关键在于保证天线无遮挡且垂直朝上,远离干扰源,且通过稳固、减震的结构防止振动和位移。优良的材质、合理的布线和良好的电磁兼容性是保证定位稳定、精准的基础。实际安装时应根据无人机型号、用途和环境,定制最适合的天线结构方案,配合严格的测试验证,确保飞行任务中的导航定位可靠无忧。