FPV穿越机5.8G蘑菇头RHCP天线结构设计

　　做航模图传链路调试快七年，经手的天线结构少说也有三四十款，这次拆解建模的这款弯头蘑菇头天线，是目前5.8G频段FPV设备里装机适配性最均衡的结构之一。先从实际装机场景说，这类天线主要用在竞速穿越机、航拍FPV载机、固定翼FPV平台的图传发射与接收端，尤其是装机空间局促的三寸涵道机、牙签机，常规直头天线装机后要么突出机身过多容易炸机折断，要么馈线弯折半径过小导致内芯断裂，这款弯头结构的设计刚好解决了这个痛点。

　　从功能特性上看，这款天线采用右旋圆极化辐射方案，相比线极化天线，在载机大角度机动、翻转飞行时，不会出现极化失配导致的图传信号骤降，能在复杂飞行姿态下保持稳定的信号接收，5.8G频段的匹配设计刚好对应目前主流的模拟图传、高清数字图传的工作频段，驻波比控制在1.2以内的结构设计，能有效降低图传模块的功率反射，避免图传功放因为驻波过高出现过热烧毁的问题。

　　设计思路上，顶部的辐射端采用矮胖型蘑菇头结构，不是常规的细圆柱棒棒糖造型，这种大直径的辐射罩内部是四层叠压的铜箔辐射振子，相比细振子结构，水平面的信号覆盖均匀度提升了15%左右，不会出现正下方信号盲区，载机在做俯冲动作时，不会因为天线方向图的零点导致图传断连。辐射罩采用ABS材质注塑成型，壁厚控制在1.2mm，既保证了足够的结构强度，炸机时不会轻易开裂，又不会因为壁厚过厚导致射频信号的介质损耗增大，影响辐射效率。辐射罩底部做了一圈0.8mm的定位凸台，和馈线外护套的安装座做过盈配合，装配时不需要打胶就能实现IP54级的防尘防水，户外飞场遇到小雨、扬尘天气也不会出现内部振子氧化的问题。

　　馈线部分采用低损耗的RG178同轴线，线长控制在120mm，刚好满足多数穿越机从图传安装位到机臂末端天线座的布线距离，不需要额外裁剪馈线，避免自行裁剪导致的阻抗失配。馈线末端的弯头采用SMA公头内针设计，弯头的弯折半径做了5mm的圆角处理，不是直角硬弯折，能避免馈线外导体在弯折处出现应力集中，长期使用不会出现馈线断裂的问题。SMA接头的金属外壳采用黄铜镀镍工艺，插拔寿命能达到500次以上，接头内部的介质采用聚四氟乙烯材质，高频损耗低，在5.8G频段下的介质损耗比普通PE材质低40%左右。

　　安装边界上，这款天线的总高度从SMA接头安装面到辐射罩顶部是62mm，辐射罩的最大直径是28mm，安装时只需要在机臂或者天线座上开一个直径6.5mm的安装孔，用SMA螺母锁紧即可，安装后辐射罩距离安装面的净空高度是55mm，不会和螺旋桨、机臂结构件产生干涉，弯头的出线方向可以360度旋转调整，装机时可以根据布线需求调整馈线的走向，避免馈线和飞控、电调的走线产生干扰。辐射罩的顶部做了一个内凹的沉台，深度2mm，这个结构不是装饰，是用来粘贴不同颜色的识别贴纸，方便多机飞行时快速区分不同频段的天线，避免飞手拿错天线导致频段不匹配。

　　实际装机测试时，这款天线在25mW图传功率下，空旷环境的有效图传距离能达到1.2km，比同规格的直头棒棒糖天线远15%左右，主要是因为矮胖型的辐射振子结构提升了低仰角的信号增益，在载机飞远之后，天线的仰角降低，依然能保持足够的信号强度。结构强度方面，做过1.5米高度的自由跌落测试，辐射罩没有出现开裂，SMA接头没有出现松动，馈线的弯折测试做了1000次90度弯折，馈线的驻波比变化不超过0.1，完全满足航模飞行时的震动、冲击使用需求。另外这款天线的重量控制在8.2g，对于对重量敏感的竞速穿越机来说，比常规的金属外壳天线轻3g左右，能有效降低机臂末端的重量，提升飞行的机动性。