对于高速巡航的无人机来说，最好有小型的空气动力天线来限制阻力，但仍能提供足够的带宽和覆盖范围。清华大学研究员张志军指出，剑形天线在空气动力方面是有益的，但这种设计有一个主要的限制。
传统的刀形天线会产生甜甜圈形状的辐射模式，提供全方位的覆盖，是空对地通信的理想选择。然而，一个甜甜圈形状的图案在它的顶点是空的，”张解释道。
虽然这种环形辐射图足以帮助无人机与地面通信系统交换信号，但是在尝试与卫星建立通信时（也称为“半球覆盖”），无人机正上方的“盲区”是有问题的。因此，Zhang和他的团队创造了一种新颖的类似军刀的天线设计，该设计也可以在天线正上方提供信号。
为此，研究人员在设计中加入了两个金属散热器。第一个是单极子，它以全向模式垂直于地面。第二个是偶极子，它以宽边方向与地面平行-产生了一个信号，该信号填充了传统天线的盲点。张说：“这两个辐射器不仅产生两种工作模式和所需的辐射图，而且还提供了额外的电容器负载效应，从而缩小了天线尺寸。”“天线可以即时在两种模式之间切换，从而提供了最高的半球覆盖范围。”
仿真和测试表明，该设计可以实现大约20％的带宽，这甚至使设计背后的研究人员都感到惊讶。张说，之所以发生这种效率，是因为两种模式都使用了两个散热器。
“据我们所知，这是实现具有上半球覆盖范围和机载卫星通信可接受的增益的紧凑型飞机天线的第一步。接下来，我们打算设计一种只有一种模式的更简单的飞机天线，”张说，并指出这可能会牺牲一些带宽。
