AIBOX内置5G天线设计
AIBOX的天线种类
天线种类及数量:运营商5G天线*4,1.4G天线*2、wifi天线*1
天线形式:内置PCB天线。
天线安装方式:卡扣固定,安装至设备外壳内壁。RG-178同轴线或UFL1.37mm同轴线连接至主板,ipex4接头连接。
频段安排:
5G天线 2.5GHz~4.9GHz
应急通信天线:1.4GHz(尽量包括1.8GHz)
Wifi天线2.4GHz,5GHz 双频
天线驻波:3以下
增益:0dBi±3dBi (全向覆盖)
为啥采用内置天线设计
两路蜂窝5G链路,天线数量4*2
一路1.4G应急蜂窝,天线数量2
内置PCB天线有利于安装并不影响挂载云台
为啥5G采用双极化设计
无人机的5G蜂窝通信模块中采用双极化天线设计,是一个非常有前瞻性的选择。这种设计在无人机场景下有一些特别重要的优势,和地面5G系统相比,它更多考虑的是运动状态下的信号稳定性、空间利用、抗干扰能力等问题:
1. 提高链路可靠性 —— 适应动态飞行姿态变化
无人机飞行时会发生俯仰、偏航、翻滚(姿态变化),造成天线极化方向的不一致。双极化天线具有两个正交极化方向(如垂直 + 水平 或 ±45°):
能保证至少一个极化方向对齐基站极化方向;
提升在任意飞行姿态下的通信质量和连接稳定性;
显著降低极化失配引起的信号损失。
2. 抗多径干扰能力更强 —— 飞行环境下尤其重要
无人机在城市、森林、山谷等场景中飞行时会遇到强多径(信号反射、绕射);
双极化天线通过极化分集方式提高接收可靠性;
相当于“多一套路径”,能选择最优信号路径,有效抑制多径衰落。
3. 提升空中5G上/下行数据吞吐能力
双极化设计可以在相同频段上并行传输两个独立数据流;
支持更高数据率、低时延连接,特别适用于无人机:
远程高清视频回传
实时传感数据上传
AI边缘协同等高带宽需求任务。
4. 支持5G波束赋形和Massive MIMO(与基站协同)
5G基站往往采用波束成形技术,与空中的无人机方向性链路进行适配;
双极化天线在无人机上使其能与地面基站的波束精确对接,提高空中链路增益与抗干扰能力;
也便于未来支持面向空域的5G-NR空地融合通信系统。
5. 减少物理空间与重量 —— 适合无人机平台
一副双极化天线可替代两副单极化天线;
可节省空间、布线、连接器等,对载重敏感的无人机平台非常有价值;
更易于集成到无人机天线罩、外壳或天线模组中。
6. 更容易应对飞行中信道快速变化(Doppler频移、信道选择)
在无人机高速飞行中,信道快速变化,Doppler频移显著;
双极化天线结合分集接收和多输入多输出机制(MIMO),
能提高通信鲁棒性;
更快适应信道动态变化。
场景示例
应用场景 | 双极化天线优势 |
---|---|
无人机测绘 / 安防巡逻 | 姿态变化大、数据量大,双极化保障稳定和带宽 |
城市空中物流 / UAM | 城市多径强、网络密集,极化分集抗干扰 |
工业无人机远程控制 | 要求低延迟、强鲁棒,双极化提升可靠性 |
无人机蜂窝组网 / 中继中继 | 双通道通信、波束控制,提升组网效率与容量 |
总结:双极化天线在无人机5G通信上的核心优势
维度 | 优势简述 |
---|---|
通信稳定性 | 姿态变化时减少极化失配,提高空中链路可靠性 |
抗干扰性 | 极化分集抑制多径衰落和干扰,信号质量更高 |
带宽效率 | 支持MIMO传输,提升数据吞吐能力 |
空间效率 | 节省布设空间与重量,利于无人机集成 |
5G协同 | 更好适配地面5G基站波束赋形,支持未来空地协同通信 |
AIBOX的天线设计及布局
天线布局:底部大的白色厚板厚度1cm,代表主板所占用空间,红黄蓝绿色块代表天线。2个红色,2个蓝色&红色分别代表不同模块的5G天线(双极化)。黄色是wifi,两个绿色是1.4G天线