大疆无人机（DJI）作为全球领先的无人机制造商，尤其在消费级和专业级市场中占据了重要地位，是中国制造在全球具有广泛影响力的品牌。作为行业的领军者，大疆在推动无人机技术进步和行业规范方面发挥着积极作用，助力无人机领域的成熟与发展。随着无人机产业链的不断完善，低空经济正逐步成为全球经济增长的新动力，而大疆将在这一领域中扮演越来越重要的角色。本文将结合大疆已发布的产品和公开专利，详细解析大疆无人机的通信系统及其所使用的天线，供读者参考。

大疆无人机上的无线电主要分别起到通信、定位、感知的作用。

通信包含：（1）大疆的图传技术包含WiFi、私有化的WiFi协议，Lightbridge，OcuSync（SDR软件无线电），频段为2.4GHz~2.483GHz，5.15GHz~5.85GHz频段；（2）公网通信则是4G、5G移动通信；（3）其它专网通信因行业属性不同而各有差异，如自组网的subGHz方案；（4）未来的低轨卫星通信，对于无人机的通信和无人机的监管极有优势，暂未看到大疆无人机上的应用。

定位：（1）GNSS定位，频段为1166MHz~1610MHz，消费无人机一般是单频或者双频多系统定位（与手机行业同步）；行业应用方向的无人机，如测绘、电力巡检，农业无人机等，均采用的是高精度定位（RTK）；（2）ADS-B（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）接收机，频段978MHz，1090MHz，航空监管需求无人机标配ADS-B In，可以接收的大型航空器的位置信息，自动做避让。

感知：主要是毫米波，频段为24GHz（60GHz室外场景政策法规暂不明朗），可全天候工作，用于测距测角、避障、地形跟随。相对于对视觉、激光雷达等传感器做补盲，如一些细的电线，解决无人机在低空作业的一些痛点。

现在通信行业发展趋势是天地一体化（如图1所示），通信定位感知一体化融合发展。比如低轨卫星，作为天基的基准站，结合高轨GNSS定位卫星，做到厘米级别高精度定位；对于对于标准的WiFi协议，做到同时可以通信和感知，WiFi本身在室内或者城市精准定位起到极大的作用。

图1  鹏城实验室《面向低空经济的无人机通信及标准进展分析》，田园等

图传天线

无人机的使用场景一般如图2所示，遥控器（RC，remote controler）与无人机（UAV，unmanned aerial vehicle或者Drone）直接通信，上发遥控器控制指令或者下行无人机发送图传信号或者其它请求。

用户使用过程中，一般遥控对着无人机，大多数可看成静止状态，或者说无大幅度的运动转身动作。无人机姿态则很多，水平旋转为yaw轴，幅度360°，大速度前进倒退等动作，无人机下倾或者上仰的角度很大，也就是pitch和roll轴可能>30°。在无人机起飞到用户头顶（[敏感词]限飞高度500米），到远距离飞行超过>10KM，遥控器相对无人机的倾角是0~90°。

综上可以看出，无人机上的天线辐射，必须是水平全向的，且无人机正下方的辐射强度不能太弱。遥控器上的天线辐射，必须是定向的（定向性不能太强，防止电磁波经人体衰减，无人机飞到背后去，信号断联），且遥控器天线正上方的辐射强度也不能太弱。

大疆无人机phantom，mavic，inspire等机型均有脚架，主要是为了起飞降落阶段保护云台不能着地产生碰撞，大疆无人机的图传天线一般放置于脚架位置。由于减重、降低风噪等原因，天线小型化也是强需求。由图3可以看出，图大疆的图传天线一般用偶极子形式。

早期的图传芯片方案是单发（发送可以切换天线）双收，或者是WiFi的双发双收方案，则无人机天线，相当于是靠两个天线方向图合成，取辐射场的最大值包络，天线方向图越圆越好，波束宽度越宽越好。另外一个特殊的应用场景是穿越机，它要求无人机端的辐射方向图最好是球形全向（理想点源的方向图）而且是圆极化，这就更增加了天线设计的挑战性。

随着技术的进度，图传方案的芯片多发多收的MIMO技术，无人机的图传的距离和速率等性能指标都会进一步提升。

GNSS天线

ADS-B天线

大疆最早在小型无人机系统上标配ADS-B，以应对公共安全的风险，它是一种飞机广播其位置信息的技术，使用GPS或其他卫星导航系统来确定其位置，并通过广播信号向地面站和其他空中交通工具传送这些信息。大疆无人机大于一定重量（FAA法规要求）的无人机基本标配ADS-B In(接收机)。其中，1090 MHz（ADS-B 1090ES）：全球通用，主要用于商业航空及大多数飞机；978 MHz（ADS-B UAT）：主要用于美国的通用航空和低空飞行。

毫米波天线

在农业应用中，无人机可以根据地形变化自动调整飞行高度，确保喷洒作业的[敏感词]性。也就是需要无人机需要有高度保持和地形跟踪的能力。通过毫米波雷达，无人机可以[敏感词]地监测自身与地面的距离，帮助无人机在复杂地形中保持稳定飞行。毫米波雷达识别的距离远，不受天气环境的影响，另外在实际的作业环境中，农田上方细金属电线特别多，视觉传感器识别率低，毫米波有天然的优势。图11为大疆T50农业无人机毫米波的模块。

图11 大疆T50农业无人机毫米波模块

大疆的雷达专利可参考CN 111316499 A，CN111684654A，如图13所示。

图13 大疆毫米波天线专利

4G模块天线、WiFi蓝牙天线

4G为成品模块外挂到无人机上，产品是dongle形式，暂不陈述。WiFi蓝牙则是近距离连接手机或者配网使用，主要是在家庭场景或者连接手机近距离使用，要求不高，常规方案，亦不展开。

在上文的无人机上的天线--图传天线一节中，我们根据无人机的应用场景提到：遥控器上的天线辐射，必须是定向的（定向性不能太强，防止电磁波经人体衰减，无人机飞到背后去，信号断联），且遥控器天线正上方的辐射强度也不能太弱。

经专利查询，可以看出在小型化的方案中（偶极子天线尺寸短，不到四分之一波长，且反射板距离天线距离很近，约0.08波长），有两种实现方式，一种是如图14所示（专利号：CN211655061U），采用小型化的天线方案，反射板配合天线来设计，实现低频方向图的定向性。这里面控制是极其微妙的，我们可以从八木天线可知，反射板和引向枝节距离天线枝节一般要0.15波长。

第二种方案（专利号：WO2023216120A1）比较有新意，设计比较巧妙，能兼顾2.4G和5G的谐振，其中有点类似是惠更斯元构造。

单独图传模块产品

针对穿越机用户或者影像设备应用方向，大疆有出专门的图传模块，OcuSync迭代几代之后，模拟图传的市场几乎被OcuSync淘汰掉了。在第一代穿越机图传模块有一些特殊的天线设计，经查询CN110809836A，WO2019047179A1，有2.4G和5GHz双频圆极化的全向天线设计。

监控设备

消费类无人机的发展最初受益于手机行业的技术进步，例如陀螺仪、GPS、TOF传感器和摄像头等组件在体积和成本上都取得了显著突破，而天线作为产业链中的一个重要环节，也在这一过程中得到了发展。笔者在参观2024年深圳无人机展会后发现，无人机产业链已经逐渐成熟，手机、无人机和电动汽车的产业链日益融合，三者在实际应用中的协同效应也愈发紧密。随着低空经济的蓬勃发展，本文将梳理大疆无人机天线系统的相关应用，旨在为读者提供一些有益的信息，并希望能为低空经济的发展贡献一份力量。

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