大疆無人機（DJI）作為全球領先的無人機制造商，尤其在消費級和專業級市場中占據了重要地位，是中國制造在全球具有廣泛影響力的品牌。作為行業的領軍者，大疆在推動無人機技術進步和行業規范方面發揮著積極作用，助力無人機領域的成熟與發展。隨著無人機產業鏈的不斷完善，低空經濟正逐步成為全球經濟增長的新動力，而大疆將在這一領域中扮演越來越重要的角色。本文將結合大疆已發布的產品和公開專利，詳細解析大疆無人機的通信系統及其所使用的天線，供讀者參考。

大疆無人機上的無線電主要分別起到通信、定位、感知的作用。

通信包含：（1）大疆的圖傳技術包含WiFi、私有化的WiFi協議，Lightbridge，OcuSync（SDR軟件無線電），頻段為2.4GHz~2.483GHz，5.15GHz~5.85GHz頻段；（2）公網通信則是4G、5G移動通信；（3）其它專網通信因行業屬性不同而各有差異，如自組網的subGHz方案；（4）未來的低軌衛星通信，對于無人機的通信和無人機的監管極有優勢，暫未看到大疆無人機上的應用。

定位：（1）GNSS定位，頻段為1166MHz~1610MHz，消費無人機一般是單頻或者雙頻多系統定位（與手機行業同步）；行業應用方向的無人機，如測繪、電力巡檢，農業無人機等，均采用的是高精度定位（RTK）；（2）ADS-B（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）接收機，頻段978MHz，1090MHz，航空監管需求無人機標配ADS-B In，可以接收的大型航空器的位置信息，自動做避讓。

感知：主要是毫米波，頻段為24GHz（60GHz室外場景政策法規暫不明朗），可全天候工作，用于測距測角、避障、地形跟隨。相對于對視覺、激光雷達等傳感器做補盲，如一些細的電線，解決無人機在低空作業的一些痛點。

現在通信行業發展趨勢是天地一體化（如圖1所示），通信定位感知一體化融合發展。比如低軌衛星，作為天基的基準站，結合高軌GNSS定位衛星，做到厘米級別高精度定位；對于對于標準的WiFi協議，做到同時可以通信和感知，WiFi本身在室內或者城市精準定位起到極大的作用。

圖1  鵬城實驗室《面向低空經濟的無人機通信及標準進展分析》，田園等

圖傳天線

無人機的使用場景一般如圖2所示，遙控器（RC，remote controler）與無人機（UAV，unmanned aerial vehicle或者Drone）直接通信，上發遙控器控制指令或者下行無人機發送圖傳信號或者其它請求。

用戶使用過程中，一般遙控對著無人機，大多數可看成靜止狀態，或者說無大幅度的運動轉身動作。無人機姿態則很多，水平旋轉為yaw軸，幅度360°，大速度前進倒退等動作，無人機下傾或者上仰的角度很大，也就是pitch和roll軸可能>30°。在無人機起飛到用戶頭頂（[敏感詞]限飛高度500米），到遠距離飛行超過>10KM，遙控器相對無人機的傾角是0~90°。

綜上可以看出，無人機上的天線輻射，必須是水平全向的，且無人機正下方的輻射強度不能太弱。遙控器上的天線輻射，必須是定向的（定向性不能太強，防止電磁波經人體衰減，無人機飛到背后去，信號斷聯），且遙控器天線正上方的輻射強度也不能太弱。

大疆無人機phantom，mavic，inspire等機型均有腳架，主要是為了起飛降落階段保護云臺不能著地產生碰撞，大疆無人機的圖傳天線一般放置于腳架位置。由于減重、降低風噪等原因，天線小型化也是強需求。由圖3可以看出，圖大疆的圖傳天線一般用偶極子形式。

早期的圖傳芯片方案是單發（發送可以切換天線）雙收，或者是WiFi的雙發雙收方案，則無人機天線，相當于是靠兩個天線方向圖合成，取輻射場的最大值包絡，天線方向圖越圓越好，波束寬度越寬越好。另外一個特殊的應用場景是穿越機，它要求無人機端的輻射方向圖最好是球形全向（理想點源的方向圖）而且是圓極化，這就更增加了天線設計的挑戰性。

隨著技術的進度，圖傳方案的芯片多發多收的MIMO技術，無人機的圖傳的距離和速率等性能指標都會進一步提升。

GNSS天線

ADS-B天線

大疆最早在小型無人機系統上標配ADS-B，以應對公共安全的風險，它是一種飛機廣播其位置信息的技術，使用GPS或其他衛星導航系統來確定其位置，并通過廣播信號向地面站和其他空中交通工具傳送這些信息。大疆無人機大于一定重量（FAA法規要求）的無人機基本標配ADS-B In(接收機)。其中，1090 MHz（ADS-B 1090ES）：全球通用，主要用于商業航空及大多數飛機；978 MHz（ADS-B UAT）：主要用于美國的通用航空和低空飛行。

毫米波天線

在農業應用中，無人機可以根據地形變化自動調整飛行高度，確保噴灑作業的[敏感詞]性。也就是需要無人機需要有高度保持和地形跟蹤的能力。通過毫米波雷達，無人機可以[敏感詞]地監測自身與地面的距離，幫助無人機在復雜地形中保持穩定飛行。毫米波雷達識別的距離遠，不受天氣環境的影響，另外在實際的作業環境中，農田上方細金屬電線特別多，視覺傳感器識別率低，毫米波有天然的優勢。圖11為大疆T50農業無人機毫米波的模塊。

圖11 大疆T50農業無人機毫米波模塊

大疆的雷達專利可參考CN 111316499 A，CN111684654A，如圖13所示。

圖13 大疆毫米波天線專利

4G模塊天線、WiFi藍牙天線

4G為成品模塊外掛到無人機上，產品是dongle形式，暫不陳述。WiFi藍牙則是近距離連接手機或者配網使用，主要是在家庭場景或者連接手機近距離使用，要求不高，常規方案，亦不展開。

在上文的無人機上的天線--圖傳天線一節中，我們根據無人機的應用場景提到：遙控器上的天線輻射，必須是定向的（定向性不能太強，防止電磁波經人體衰減，無人機飛到背后去，信號斷聯），且遙控器天線正上方的輻射強度也不能太弱。

經專利查詢，可以看出在小型化的方案中（偶極子天線尺寸短，不到四分之一波長，且反射板距離天線距離很近，約0.08波長），有兩種實現方式，一種是如圖14所示（專利號：CN211655061U），采用小型化的天線方案，反射板配合天線來設計，實現低頻方向圖的定向性。這里面控制是極其微妙的，我們可以從八木天線可知，反射板和引向枝節距離天線枝節一般要0.15波長。

第二種方案（專利號：WO2023216120A1）比較有新意，設計比較巧妙，能兼顧2.4G和5G的諧振，其中有點類似是惠更斯元構造。

單獨圖傳模塊產品

針對穿越機用戶或者影像設備應用方向，大疆有出專門的圖傳模塊，OcuSync迭代幾代之后，模擬圖傳的市場幾乎被OcuSync淘汰掉了。在第一代穿越機圖傳模塊有一些特殊的天線設計，經查詢CN110809836A，WO2019047179A1，有2.4G和5GHz雙頻圓極化的全向天線設計。

監控設備

消費類無人機的發展最初受益于手機行業的技術進步，例如陀螺儀、GPS、TOF傳感器和攝像頭等組件在體積和成本上都取得了顯著突破，而天線作為產業鏈中的一個重要環節，也在這一過程中得到了發展。筆者在參觀2024年深圳無人機展會后發現，無人機產業鏈已經逐漸成熟，手機、無人機和電動汽車的產業鏈日益融合，三者在實際應用中的協同效應也愈發緊密。隨著低空經濟的蓬勃發展，本文將梳理大疆無人機天線系統的相關應用，旨在為讀者提供一些有益的信息，并希望能為低空經濟的發展貢獻一份力量。

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