FPV穿越机用Emax3B宝塔天线结构设计

　　做穿越机射频链路适配的时候，最先要卡的就是天线的安装边界，这款宝塔天线的底座采用标准外螺纹射频接头设计，接头部分的六角锁紧结构对边尺寸匹配常用的8mm开口扳手，安装时不需要额外定制工装，直接用标准工具就能完成锁紧，锁紧扭矩控制在0.8N·m到1.2N·m之间即可，既不会因为扭矩过大压坏接头内部的介质衬套，也不会因为扭矩不足在飞行振动中出现松脱导致驻波比异常。天线主体的圆盘状辐射罩采用低介电常数的工程塑料注塑成型，外表面做了哑光磨砂处理，既可以减少飞行过程中的风阻，也能避免阳光直射下的反光干扰飞手的视线，辐射罩的直径控制在32mm，整体高度从接头安装基准面到辐射罩顶面仅18mm，属于低剖面设计，在穿越机做翻滚、急停等大机动动作的时候，不会因为天线突出过多碰到障碍物或者机架结构，也能减少整机的正面风阻面积，对于追求轻量化的5寸花飞机和2.5寸牙签机来说，这个尺寸的适配性非常强。

　　从功能特性来看，这款天线支持左旋和右旋两种圆极化模式，在FPV飞行场景中，圆极化天线的抗多径反射效果远好于线极化天线，尤其是在楼宇、树林这类复杂环境中飞行时，信号经过障碍物反射之后的极化偏转不会导致接收端的信号强度大幅衰减，能有效减少图传花屏、断连的概率。天线内部的辐射振子采用叠层结构设计，通过多层金属化过孔实现阻抗匹配，在5.8G常用图传频段内的驻波比可以控制在1.2以内，信号辐射方向图在水平面上的全向性均匀度偏差不超过1.5dB，不管穿越机处于什么飞行姿态，飞手端的接收天线都能捕捉到足够强度的射频信号。

　　设计过程中最先考虑的是安装兼容性，底部的接头除了标准SMA公头的规格之外，接头根部的退刀槽深度控制在1.5mm，能够适配市面上绝大多数穿越机机架的碳板安装孔位，不需要额外打磨碳板或者加装转接垫片，安装时只需要将天线穿过机架上的6.5mm安装孔，从背面用螺母锁紧即可，整个安装过程不超过30秒，对于经常需要拆装设备调整重心的飞手来说非常友好。辐射罩和底座之间采用超声波焊接工艺密封，防护等级可以达到IP65，在小雨天气或者草地降落时沾到泥水，也不会渗入内部导致辐射振子氧化，日常维护只需要用湿抹布擦拭外表面即可，不需要做额外的防水处理。

　　在实际选型适配的时候，需要注意天线的极化方向和图传发射端的极化方向保持一致，如果发射端用的是右旋圆极化天线，接收端也需要搭配同极化的天线，否则会出现20dB以上的极化损耗，直接导致图传距离缩短一半以上。这款天线的重量仅4.2g，对于整机重量控制在250g以下的穿越机来说，不会带来明显的重量负担，安装在机架顶部或者尾部的时候，对整机重心的影响也非常小，不需要额外调整电池位置来配平。天线的辐射罩边缘做了R1.2的圆角处理，在炸机的时候不会因为尖锐的边缘磕坏机架或者划伤电池外皮，同时圆角结构也能分散撞击时的冲击力，减少辐射罩开裂的概率。

　　从结构可靠性角度出发，天线内部的馈线采用耐高温的特氟龙绝缘层，能够承受图传发射模块工作时产生的高温，即使长时间满功率发射，馈线的介质损耗也不会出现明显上升，信号传输效率可以保持稳定。接头内部的插针采用镀金处理，插拔次数可以达到500次以上，不会因为多次拆装出现接触不良的问题，插针和馈线的连接部位采用压接加焊接的双重固定方式，在炸机的冲击力作用下也不会出现馈线脱落的情况。在做整机三维装配的时候，只需要预留出直径34mm、高度20mm的安装空间即可，不需要在天线周围额外预留净空区，因为天线的辐射方向图是向上半球覆盖，下方的接头和碳板结构对信号的遮挡影响非常小，实测安装在碳板上方时，信号强度的衰减不超过0.8dB，完全满足日常飞行的需求。