技术领域
[0001] 本
发明涉及一种太阳能电力线路检测无人机。
背景技术
[0002] 无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机实际上是无人驾驶
飞行器的统称，从技术
角度定义可以分为：无人
直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人
飞艇、无人伞翼机这几大类。无人机上无
驾驶舱，但安装有
自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行
跟踪、
定位、遥控、遥测和数字传输。利用无人机进行输电的各种电力设备检查，以便于电力监管部
门发现问题并及时维护，保证输
电网络的正常运行。无人机检查方式具有高效、快捷、可靠、成本低、不受地域影响的优点，但
现有技术中的无人机很多是天线内置的，这样无人机在空中移动的时候，其通信
质量会有严重的影响，另外如果需要无人机的通信质量具有较好的性能，就需要对天线进行改进，使得天线的电气性能较优，例如回波损耗、增益、
频率范围等，从而获得高质量的通信
信号，从而达到无人机对线路检测的
精度和准确度，而目前应用在
电子设备上的无线天线通信的主要通信频段为2.4GHz和5GHz，因此天线性能应该在这两个重要的通信频率段重点突出。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种精度和准确度较高的一种太阳能电力线路检测无人机。
[0004] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种太阳能电力线路检测无人机，包括有遥控无人机、设有遥控无人机底面的可转动的摄像头；
[0005] 还包括有设于遥控无人机内部的
电路装置，所述电路装置包括有主控装置、用于接收飞行命令信号以及发射监控信号的通信模
块，所述通信模块和摄像头分别与主控装置信号连接；
[0006] 还包括有设于遥控无人机内的用于给电路装置供电的电源模块；所述通信模块包括有天线，所述天线
枢接于遥控无人机底部。
[0007] 其中，所述天线包括有绝缘柱体，所述绝缘柱体内设置有多个天线层，所述天线层上设有通信振子，两个天线层之间设有隔离层，所述隔离层上设有隔离板；所述绝缘柱体的表面还涂设有抗
氧化层；所述绝缘柱体的底部还设有支杆，所述支杆上设有用于将绝缘柱体枢接在使用设备上的轴孔。
[0008] 其中，所述通信振子包括圆形的PCB板，每个PCB板上围绕中心等弧距设有六个微带振子单元，所述每个微带振子单元包括有三角形的圈臂，所述圈臂的每条边均向内延伸有弧形的第一弧形
辐射臂和第二弧形辐射臂；所述第二弧形辐射臂的半径大于第一弧形辐射臂；还包括有从每条边向内延伸出的弧形隔离臂，所述弧形隔离臂的半径大于第二弧形辐射臂，所述弧形隔离臂的宽度从两端至中心逐渐减小；所述弧形隔离臂由
半导体材质组成；所述圈臂的底边设有隔离带，所述隔离带为绝缘介质，其将圈臂的底边断开；两两弧形隔离臂之间均设有一个第三辐射臂，所述第三辐射臂的一端设有圆环形的环形辐射臂，所述环形辐射臂设于圈臂的角处；所述第三辐射臂的另一端设有弧形的第四弧形辐射臂，所述每个圈臂内的三个第四弧形辐射臂的半径相同，且组成一个圆形；所述圈臂的中心设有一个信号馈电孔，所述信号馈电孔分别与三个第四弧形辐射臂馈电耦合连接；所述PCB板的底面也设有与信号馈电孔对应的焊孔；所述第三辐射臂上设有多个等距设置的缺孔；所述PCB板的边缘设有一圈导电臂，所述导电臂与每个圈馈电耦合连接；PCB板顶面的中设有一个耦合圆盘，PCB板背面设有
巴伦支柱，所述巴伦支柱与耦合圆盘电性导通，所述巴伦支柱的自由端设有
电容耦合振子臂，所述电容耦合振子臂包括有三个呈扇形的子臂；
[0009] 所述隔离板为一金属圆形板，所述隔离板上围绕中心等弧距设有与六个微带振子单元对应的三角形通孔；所述三角形通孔与圈臂的大小相同。
[0010] 其中，设缺孔的数量为N，所述第三辐射臂的长度为Lmm，所述环形辐射臂的半径为Kmm，则K=L/N。
[0011] 其中，所述缺孔的数量为六个。
[0012] 其中，所述三角形的圈臂的角为圆角。
[0013] 其中，所述圈臂为等边三角形，所述圈臂的内边边长为20mm。
[0014] 其中，所述电容耦合振子臂与PCB板的距离为15mm。
[0015] 其中，所述圈臂的外边为锯齿状边。
[0016] 其中，还包括有用于探测热源的热源探测器，所述热源探测器设于遥控无人机底部并且与主控装置信号连接；
[0017] 其中，还包括有设于遥控无人机顶部的
太阳能电池板，所述
太阳能电池板用于给电源模块辅助补充
电能；
[0018] 其中，还包括有用于存储检测数据的存储装置，所述存储装置与主控装置信号连接；
[0019] 本发明的有益效果为：通过特殊天线结构设计以及外挂式天线，使得无人机检测线路时的通信质量大大提高，因此其检测的精度和准确度大大增加。
附图说明
[0020] 图1是本发明的结构示意图；
[0021] 图2是本发明的电路装置的原理图；
[0022] 图3是本发明的天线的截面图；
[0023] 图4是本发明的通信振子的俯视图；
[0024] 图5是本发明的通信振子的仰视图；
[0025] 图6是本发明的通信振子的侧视图；
[0026] 图7是本发明的隔离板的俯视图；
[0027] 图8是本发明的微带振子单元的结构示意图；
[0028] 图9是存在隔离板时本天线的回波损耗测试图；
[0029] 图10是存在隔离板时本天线的隔离度性能测试图；
[0030] 图11是本天线2.4GHz时的方向图；
[0031] 图12是本天线5.0GHz时的方向图；
[0032] 图1至图12中的附图标记说明：
[0033] A1-遥控无人机；A2-摄像头；A3-太阳能电池板；A4-热源探测器；
[0034] D1-绝缘柱体；D2-天线层；D3-隔离层；D4-支杆；
[0035] P1-PCB板；P2-隔离板；P3-巴伦支柱；P4-电容耦合振子臂；P11-导电臂；P12-焊孔；P21-三角形通孔；
[0036] K1-圈臂；K2-隔离带；K3-第一弧形辐射臂；K4-第二弧形辐射臂；K5-环形辐射臂；K6-弧形隔离臂；K7-第三辐射臂；K8-缺孔；K9-第四弧形辐射臂。
具体实施方式
[0037] 下面结合附图和具体
实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
[0038] 如图1至图12所示，本实施例所述的一种太阳能电力线路检测无人机，包括有遥控无人机A1、设有遥控无人机A1底面的可转动的摄像头A2；还包括有设于遥控无人机A1内部的电路装置，所述电路装置包括有主控装置、用于接收飞行命令信号以及发射监控信号的通信模块，所述通信模块和摄像头A2分别与主控装置信号连接；还包括有设于遥控无人机A1内的用于给电路装置供电的电源模块；所述通信模块包括有天线，所述天线枢接于遥控无人机A1底部。摄像头A2将航拍的线路图像信息实时通过通信模块传送至监控人员的接收电脑；通信模块的天线用于接收飞行命令信号以及发射监控信号；电源模块包括有电池；这种外挂式的天线提高了信号通信质量。另外本发明还对天线的具体结构进行了重新设计，具体的所述天线包括有绝缘柱体D1，所述绝缘柱体D1内设置有多个天线层D2，所述天线层D2上设有通信振子，两个天线层D2之间设有隔离层D3，所述隔离层D3上设有隔离板P2；所述绝缘柱体D1的表面还涂设有抗氧化层；所述绝缘柱体D1的底部还设有支杆D4，所述支杆D4上设有用于将绝缘柱体D1枢接在使用设备上的轴孔。
[0039] 本实施例所述的一种太阳能电力线路检测无人机，所述通信振子包括圆形的PCB板P1，每个PCB板P1上围绕中心等弧距设有六个微带振子单元，所述每个微带振子单元包括有三角形的圈臂K1，所述圈臂K1的每条边均向内延伸有弧形的第一弧形辐射臂K3和第二弧形辐射臂K4；所述第二弧形辐射臂K4的半径大于第一弧形辐射臂K3；还包括有从每条边向内延伸出的弧形隔离臂K6，所述弧形隔离臂K6的半径大于第二弧形辐射臂K4，所述弧形隔离臂K6的宽度从两端至中心逐渐减小；所述弧形隔离臂K6由半导体材质组成；所述圈臂K1的底边设有隔离带K2，所述隔离带K2为绝缘介质，其将圈臂K1的底边断开；两两弧形隔离臂K6之间均设有一个第三辐射臂K7，所述第三辐射臂K7的一端设有圆环形的环形辐射臂K5，所述环形辐射臂K5设于圈臂K1的角处；所述第三辐射臂K7的另一端设有弧形的第四弧形辐射臂K9，所述每个圈臂K1内的三个第四弧形辐射臂K9的半径相同，且组成一个圆形；所述圈臂K1的中心设有一个信号馈电孔，所述信号馈电孔分别与三个第四弧形辐射臂K9馈电耦合连接；所述PCB板P1的底面也设有与信号馈电孔对应的焊孔P12；所述第三辐射臂K7上设有多个等距设置的缺孔K8；所述PCB板P1的边缘设有一圈导电臂P11，所述导电臂P11与每个圈馈电耦合连接；PCB板P1顶面的中设有一个耦合圆盘，PCB板P1背面设有巴伦支柱P3，所述巴伦支柱P3与耦合圆盘电性导通，所述巴伦支柱P3的自由端设有电容耦合振子臂P4，所述电容耦合振子臂P4包括有三个呈扇形的子臂；
[0040] 所述隔离板P2为一金属圆形板，所述隔离板P2上围绕中心等弧距设有与六个微带振子单元对应的三角形通孔P21；所述三角形通孔P21与圈臂K1的大小相同。
[0041] 通过不小于500次的微带电路结构设计，以及通过不低于500次仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构和与之配合的隔离板P2结构；本天线在将多个天线层D2同时馈电耦合后，其在2.4GHz和5.0GHz表现出优异电气性能，在该频段附近带宽下平均达到9.7dBi；
[0042] 具体实际测试结果如下表HFSS
软件仿真得到：
[0043]
[0044] 而其他电气性能也有较为优异的结果，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-10dB；而隔离度由于设置的隔离带K2等原因，其在2.4-
2.48GHz和5.15-5.875GHz频段的隔离损耗都优于-18dB；
[0045] 证明该天线本身具备较好的性能；另外，当加上隔离板P2后，其回波损耗和隔离度均表现出更佳的性能，具体如图9，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-15dB；如图10，隔离度在2.4-2.48GHz和5.15-5.875GHz频段的隔离损耗都优于-20dB。这里值得一提的是，该将普通圆盘振子天线换在天线层D2上，同样加上该隔离板P2，普通天线效果电性能改善不大或不改善，因此本隔离板P2与本身天线互相匹配和促进作用明显。
[0046] 另外，本天线其方向性也好，如图11和图12所示，其两个频率下均为全向性天线。
[0047] 实施例2。
[0048] 设缺孔K8的数量为N，所述第三辐射臂K7的长度为Lmm，所述环形辐射臂K5的半径为Kmm，则K=L/N。通过多次试验发现，如果符合上述规格，天线的性能将更加优化，尤其在回波损耗方面，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-17dB。
[0049] 实施例3。
[0050] 本实施例所述的一种无人机，所述缺孔K8的数量为六个；其中，所述三角形的圈臂K1的角为圆角。其中，所述圈臂K1为等边三角形，所述圈臂K1的内边边长为20mm。其中，所述电容耦合振子臂P4与PCB板P1的距离为15mm。其中，所述圈臂K1的外边为锯齿状边。通过上述设置，天线的增益更高、隔离度更好、
驻波比性能也更加优良。
[0051] 本实施例所述的一种太阳能电力线路检测无人机，还包括有用于探测热源的热源探测器A4，所述热源探测器A4设于遥控无人机A1底部并且与主控装置信号连接；热源探测器A4用于准确寻找着火点以及局部高温点，这样能有效提高无人机检测和监测的能力。
[0052] 本实施例所述的一种太阳能电力线路检测无人机，还包括有设于遥控无人机A1顶部的太阳能电池板A3，所述太阳能电池板A3用于给电源模块辅助补充电能；用于补充电能，提高续航和航程。
[0053] 本实施例所述的一种太阳能电力线路检测无人机，还包括有用于存储检测数据的存储装置，所述存储装置与主控装置信号连接；用于随时记录拍摄和监测的数据，以防通信间断时的信息补充。
[0054] 通过特殊天线结构设计以及外挂式天线，使得无人机检测线路时的通信质量大大提高，因此其检测的精度和准确度大大增加。以上所述仅是本发明的几个较佳实施例，故凡依本发明
专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。
