La tâche d'augmenter la portée de communication avec un drone (UAV) reste d'actualité. Cet article examine les méthodes d'amélioration de ce paramètre. L'article est destiné aux développeurs et exploitants de drones et constitue une suite d'une série d'articles sur la communication avec les drones (début de la série voir dans .
Ce qui influence la portée de communication
La portée de communication dépend du modem utilisé, des antennes, des câbles d'antenne, des conditions de propagation des ondes radio, des interférences externes et de certaines autres raisons. Pour déterminer le degré d'influence de chaque paramètre sur la portée, examinons l'équation de distance
(1)
où
— la portée recherchée [mètres];
— la vitesse de la lumière dans le vide [m/s];
— fréquence [Hz];
— puissance de l'émetteur du modem [dBm];
— gain de l'antenne de l'émetteur [dBi];
— pertes dans le câble du modem à l'antenne de l'émetteur [dB];
— gain de l'antenne du récepteur [dBi];
— pertes dans le câble du modem à l'antenne du récepteur [dB];
— sensibilité du récepteur du modem [dBm];
— facteur d'atténuation, tenant compte des pertes additionnelles dues à l'influence de la surface de la Terre, de la végétation, de l'atmosphère et d'autres facteurs [dB].
De l'équation, il apparaît que la portée est déterminée par :
- le modem utilisé ;
- la fréquence du canal radio ;
- les antennes utilisées ;
- les pertes dans les câbles ;
- l'influence sur la propagation des ondes radio de la surface de la Terre, de la végétation, de l'atmosphère, des bâtiments, etc.
Les paramètres influençant la portée sont ensuite examinés séparément.
Modem utilisé
La portée de communication dépend uniquement de deux paramètres du modem : la puissance de l'émetteur 
et la sensibilité du récepteur 
, ou plutôt de leur différence — le budget énergétique du modem.
(2)
Pour augmenter la portée de communication, il est nécessaire de choisir un modem avec une valeur plus élevée 
. Augmenter 
peut à son tour se faire en augmentant 
ou en diminuant 
. Il faut privilégier la recherche de modems avec une haute sensibilité (
aussi bas que possible), plutôt qu'une augmentation de la puissance de l'émetteur 
. Cette question est abordée en détail dans le premier article .
En complément des matériaux Il convient de garder à l'esprit que certains fabricants, comme Microhard , les spécifications de certains appareils indiquent non pas la puissance moyenne, mais la puissance de crête de l'émetteur, qui est plusieurs fois supérieure à la moyenne et ne peut pas être utilisée pour calculer la portée, car cela conduirait à un dépassement considérable de la portée calculée par rapport à la valeur réelle. Des appareils comme le module populaire pDDL2450 en font partie [,]. Ce fait découle directement des résultats des tests de cet appareil, effectués pour obtenir la certification FCC (voir p. 58). Les résultats des tests des appareils sans fil certifiés par la FCC peuvent être consultés sur le site FCC ID , en entrant dans la barre de recherche le FCC ID correspondant, qui doit figurer sur l'étiquette indiquant le type d'appareil. L'identifiant FCC du module pDDL2450 est le suivant : NS916pDDL2450.
Fréquence de la canal radio
De l'équation de portée il s'ensuit clairement que plus la fréquence de fonctionnement est basse 
, plus la portée de communication est grande 
. Mais ne nous précipitons pas aux conclusions. Le fait est que d'autres paramètres inclus dans l'équation dépendent également de la fréquence. Par exemple, les coefficients de gain des antennes 
et 
dépendront de la fréquence lorsqu'il y a des dimensions maximales fixes des antennes , ce qui est justement le cas en pratique. Le coefficient de gain d'une antenne, exprimé en unités sans dimension (multiples), peut être exprimé par la surface physique de l'antenne 
comme suit 
— l'efficacité de l'ouverture de l'antenne, c'est-à-dire le rapport de la surface effective de l'antenne à la surface physique (dépend de la conception de l'antenne)
(3)
où 
on voit tout de suite qu'avec une surface fixe de l'antenne, le coefficient de gain augmente proportionnellement au carré de la fréquence. Remplaçons .
De , en réécrivant préalablement dans en utilisant des unités sans dimension pour les coefficients de gain des antennes , les pertes dans les câbles 
, 
et le facteur d'affaiblissement 
, 
, ainsi qu'en utilisant des Watts pour 
au lieu de dBm. Alors 
et 
où le coefficient
(4)
est une constante à des dimensions fixes de l'antenne. Ainsi, dans cette situation, la portée de communication est proportionnelle à la fréquence, c'est-à-dire que plus la fréquence est élevée, plus la portée est grande. 
Conclusion. Conclusion. Pour des dimensions fixes des antennes, l'augmentation de la fréquence de la ligne radio entraîne une portée de communication accrue grâce à l'amélioration des propriétés directionnelles des antennes. Cependant, il faut garder à l'esprit qu'avec l'augmentation de la fréquence, l'atténuation des ondes radio dans l'atmosphère augmente également, causée par les gaz, la pluie, la grêle, la neige, le brouillard et les nuages. . De plus, avec l'allongement de la distance de transmission, l'atténuation dans l'atmosphère augmente également. Pour cette raison, pour chaque longueur de trajectoire et les conditions météorologiques moyennes qui y règnent, il existe une fréquence porteuse maximale, limitée par le niveau d'atténuation acceptable du signal dans l'atmosphère. Nous laisserons la décision finale sur l'influence de la fréquence du canal radio sur la portée de communication à la section où nous examinerons l'influence de la surface terrestre et de l'atmosphère sur la propagation des ondes radio.
Antennes
La portée de communication est déterminée par un paramètre de l'antenne appelé le coefficient de gain 
(gain dans la terminologie anglophone), mesuré en dBi. Le coefficient de gain est un paramètre composite important, car il prend en compte : (1) la capacité de l'antenne à focaliser l'énergie de l'émetteur dans la direction du récepteur par rapport à un émetteur isotrope (isotropic, d'où le i dans dBi) ; (2) les pertes dans l'antenne elle-même [,]. Pour augmenter la portée de communication, il convient de choisir des antennes avec la valeur maximale possible du coefficient de gain parmi celles qui conviennent en termes de dimensions et de capacités du système de guidage. La capacité de l'antenne à concentrer l'énergie ne se fait pas sans coût, mais uniquement par l'augmentation des dimensions (ouverture) de l'antenne. Par exemple, plus l'antenne réceptrice est grande, plus elle pourra collecter d'énergie sur une plus grande surface pour la transmettre à l'entrée du récepteur, et plus l'énergie est importante, plus le signal reçu est fort, c'est-à-dire que la portée de communication augmente. Ainsi, il est nécessaire de d'abord déterminer les dimensions maximales des antennes qui sont adaptées à la tâche à accomplir et de limiter le champ de recherche à ce paramètre, puis de rechercher un modèle d'antenne spécifique en se basant sur le coefficient de gain maximal. Un deuxième paramètre important pour la pratique de l'antenne est la largeur de lobes de rayonnement (beamwidth) [,], mesuré en degrés angulaires. En général, la largeur du diagramme de rayonnement (DNR) est définie comme l'angle entre deux directions spatiales à partir du centre de l'antenne où le gain de l'antenne diminue de 3 dB par rapport au maximum pour cette antenne. La largeur du DNR en azimut et en élévation peut varier considérablement. Ce paramètre est étroitement lié aux dimensions de l'antenne selon la règle : plus les dimensions sont grandes, plus la largeur du DNR est faible. Bien qu'il n'entre pas directement dans l'équation de portée, il détermine les exigences du système de guidage de l'antenne de la station au sol (SG) sur le drone, car la SG utilise généralement des antennes fortement directionnelles, surtout lorsque la maximisation de la portée de communication avec le drone est une priorité. En effet, tant que le système de suivi de la SG garantit une précision angulaire de guidage de l'antenne vers le drone, égale à la moitié de la largeur du DNR ou moins, le niveau du signal reçu/émis ne descendra pas en dessous de 3 dB du maximum. La moitié de la largeur du DNR de l'antenne choisie ne doit en aucun cas être inférieure à l'erreur angulaire du système de guidage de l'antenne SG en azimut ou en élévation.
Câbles
Pour maximiser la portée de communication, il est nécessaire d'utiliser des câbles avec une atténuation linéaire aussi faible que possible (cable attenuation ou cable loss) à la fréquence de travail de la liaison radio SG – drone. L'atténuation linéaire dans le câble est définie comme le rapport du signal à la sortie d'un segment de câble long d'1 m (dans le système métrique) au signal à l'entrée du segment de câble, exprimé en dB. Les pertes dans les câbles , entrant dans l'équation de portée 
, sont déterminées en multipliant l'atténuation linéaire par la longueur du câble. Ainsi, pour obtenir la portée de communication maximale possible, il convient d'utiliser des câbles avec une atténuation linéaire minimale et de minimiser la longueur de ces câbles. Sur la SG, les blocs modem doivent être installés directement sur le mât à proximité des antennes. Dans le châssis du drone, le modem doit être placé aussi près que possible des antennes. Il convient également de vérifier l'impédance du câble choisi. Ce paramètre est mesuré en Ohms et est généralement égal à 50 ou 75 Ohms. L'impédance du câble, du connecteur d'antenne du modem et du connecteur sur l'antenne elle-même doivent être égales. L'influence de la surface de la Terre
L'influence de la surface de la Terre
Dans cette section, nous examinerons la propagation des ondes radio au-dessus d'une surface plane ou marine. Une telle situation est fréquente dans la pratique de l'utilisation des drones. La surveillance des pipelines, des lignes électriques à haute tension, des cultures agricoles, ainsi que de nombreuses opérations militaires et spéciales, tout cela est bien décrit par ce modèle. L'expérience humaine nous peint une image dans laquelle la communication entre les objets est possible s'ils sont dans une zone de visibilité directe l'un de l'autre, sinon la communication est impossible. Cependant, les ondes radio ne relèvent pas du spectre optique, donc la situation est quelque peu différente. Dans ce contexte, il est utile pour le développeur et l'opérateur de drones de mémoriser les deux faits suivants.
1. La communication dans la bande radio est possible même en l'absence de visibilité directe entre la station de base et le drone.
2. L'influence de la surface sous-jacente sur la communication avec le drone sera ressentie même en l'absence d'objets sur la ligne optique station de base‒drone.
Pour comprendre les spécificités de la propagation des ondes radio près de la surface de la Terre, il est utile de se familiariser avec le concept de zone essentielle de propagation des ondes radio. . En l'absence d'objets dans la zone essentielle de propagation des ondes radio, le calcul de la distance peut être effectué selon les formules pour l'espace libre, c'est-à-dire. 
dans peut être considéré comme égal à 0. En revanche, s'il y a des objets dans la zone essentielle, il ne faut pas agir ainsi. À la figure 1, un émetteur ponctuel est représenté au point A, situé à une hauteur 
au-dessus de la surface de la Terre, émettant de l'énergie électromagnétique dans toutes les directions avec une intensité uniforme. Au point B, à une hauteur de 
se trouve un récepteur pour mesurer l'intensité du champ. Dans ce modèle, la zone essentielle de propagation des ondes radio représente un ellipsoïde avec des foyers aux points A et B.
Fig. 1. Zone essentielle de propagation des ondes radio
Le rayon de l'ellipsoïde à sa partie la plus "épaisse" est défini par l'expression
(5)
De il est visible que 
dépend de la fréquence 
inversement proportionnel, plus il est petit 
, plus l'ellipsoïde est "épais" (
à la figure 1). De plus, l'"épaisseur" de l'ellipsoïde augmente avec la distance entre les objets de communication. Pour les ondes de la bande radio 
peut avoir une valeur assez considérable, par exemple à 
10 km, 
2,45 GHz nous obtenons 
50÷60 m.
Considérons maintenant l'objet opaque, représenté par un triangle gris dans la fig. 1. Il influencera la propagation des ondes radio à une fréquence 
, car il se trouve dans une zone de propagation essentielle, et n'aura pratiquement aucune influence sur la propagation des ondes radio à une fréquence 
. Pour les ondes lumineuses (dans le domaine optique), la valeur 
est faible, donc l'influence de la surface terrestre sur la propagation de la lumière n'est pas ressentie en pratique. Étant donné que la surface terrestre est une sphère, il est facile de comprendre qu'avec l'augmentation de la distance 
, la surface sous-jacente s'enfoncera de plus en plus dans la zone de propagation essentielle, bloquant ainsi l'énergie de la point A à la point B — fin de l'histoire, la connexion avec le drone est interrompue. De la même manière, d'autres objets sur le parcours, comme les irrégularités du terrain, les bâtiments, les forêts, etc., affecteront également la connexion.
Regardons maintenant la fig. 2 où l'objet opaque couvre complètement la zone de propagation essentielle de l'onde radio à une fréquence 
, rendant impossible la connexion à cette fréquence. En revanche, la connexion à la fréquence 
est encore possible car une partie de l'énergie « saute » au-dessus de l'objet opaque. Plus la fréquence est basse, plus l'onde radio peut se propager au-delà de l'horizon optique, maintenant une connexion stable avec le drone.
Fig. 2. Couverture de la zone essentielle de propagation des ondes radio
Le degré d'influence de la surface terrestre sur la connexion dépend également de la hauteur des antennes 
et 
. Plus la hauteur des antennes est grande, plus la distance entre les points A et B peut être étendue, sans permettre à des objets ou à la surface sous-jacente d'entrer dans la zone essentielle.
À mesure qu'un objet ou une surface sous-jacente s'enfonce dans la zone essentielle, l'intensité du champ en point B oscillera. , c'est-à-dire qu'elle sera tantôt plus, tantôt moins intense. Cela se produit en raison de la réflexion de l'énergie par l'objet. L'énergie réfléchie peut s'ajouter à l'énergie principale en phase au point B — alors l'intensité du champ augmente, ou en opposition de phase — dans ce cas, l'intensité du champ diminue (et assez profondément). Il est important de tenir compte de cet effet pour comprendre la spécificité de la communication avec les UAV. La perte de connexion avec l'UAV à une certaine distance peut être causée par une diminution locale de l'intensité du champ due à des oscillations, c'est-à-dire que si l'on vole encore une certaine distance, la connexion peut être rétablie. La perte définitive de connexion ne se produira qu'après le recouvrement complet d'une zone significative par des objets ou une surface sous-jacente. Par la suite, des méthodes seront proposées pour faire face aux conséquences des oscillations de l'intensité du champ.
Formules pour le calcul du facteur d'affaiblissement 
lors de la propagation des ondes radio au-dessus d'une surface terrestre lisse est assez complexe, surtout pour des distances 
, dépassant la portée de l'horizon optique . Par conséquent, dans l'examen ultérieur du problème, nous ferons appel à une modélisation mathématique à l'aide d'un ensemble de programmes informatiques de l'auteur. Examinons une tâche typique de transmission vidéo depuis la plateforme UAV vers la station de réception en utilisant le modem 3D Link de la société Geoscan. Les données initiales sont les suivantes.
1. Hauteur de montage de l'antenne de la station de réception : 5 m.
2. Altitude de vol de l'UAV : 1000 m.
3. Fréquence de la liaison radio : 2,45 GHz.
4. Gain de l'antenne de la station de réception : 17 dB.
5. Gain de l'antenne de l'UAV : 3 dB.
6. Puissance de l'émetteur : +25 dBm (300 mW).
7. Débit dans le canal vidéo : 4 Mbit/s.
8. Sensibilité du récepteur dans le canal vidéo : −100,4 dBm (pour la bande de fréquence occupée par le signal de 12 MHz).
9. Surface sous-jacente : sol sec.
10. Polarisation : verticale.
La distance de visibilité optique directe pour ces données initiales sera de 128,8 km. Les résultats des calculs sous forme de puissance du signal à l'entrée du récepteur du modem en dBm sont présentés sur la figure 3.
Figure 3. Puissance du signal à l'entrée du récepteur du modem 3D Link
La courbe bleue sur la Fig. 3 représente la puissance du signal à l'entrée du récepteur NS, la ligne rouge indique la sensibilité de ce récepteur. L'axe X représente la distance en km, et l'axe Y – la puissance en dBm. Dans les points de distance où la courbe bleue est au-dessus de la ligne rouge, la réception vidéo depuis le drone est possible, sinon il n'y aura pas de communication. Le graphique montre qu'en raison des oscillations, la perte de connexion se produira dans les plages de distance de 35,5 à 35,9 km et ensuite dans la plage de 55,3 à 58,6 km. Toutefois, la déconnexion finale interviendra bien plus tard – après 110,8 km de vol.
Comme déjà mentionné, les creux dans l'intensité du champ se produisent en raison de l'interférence entre le signal direct et celui réfléchi par la surface de la Terre à l'emplacement de l'antenne NS. Pour éviter la perte de connexion sur le NS en raison de ces creux, deux conditions doivent être remplies.
1. Utiliser sur le NS un modem avec au moins deux canaux de réception (diversité RX), par exemple 3D Link. .
2. Placer les antennes réceptrices sur le mât de NS à des hauteurs différentes.
L'écart de hauteurs des antennes réceptrices doit être réalisé de manière à ce que les creux dans l'intensité du champ à l'emplacement d'une antenne soient compensés par des niveaux supérieurs à la sensibilité du récepteur à l'emplacement de l'autre antenne. La Fig. 4 montre le résultat de cette approche pour le cas d'une antenne NS placée à 5 m (courbe bleue continue) et d'une autre à 4 m (courbe bleue pointillée).
Fig. 4. Puissance du signal à l'entrée de deux récepteurs du modem 3D Link provenant d'antennes placées à des hauteurs différentes.
La Fig. 4 illustre clairement l'efficacité de cette méthode. En effet, sur toute la distance de vol du drone, jusqu'à 110,8 km, le signal à l'entrée d'au moins un récepteur NS dépasse le niveau de sensibilité, c'est-à-dire que la vidéo à bord ne sera pas interrompue pendant toute la distance de vol.
Cependant, la méthode proposée n'améliore la fiabilité que de la liaison radio du drone vers le NS, car il n'est possible d'installer les antennes à des hauteurs différentes que sur le NS. Garantir un écart d'une hauteur de 1 m des antennes sur le drone n'est pas envisageable. Pour améliorer la fiabilité de la liaison radio du NS vers le drone, les approches suivantes peuvent être utilisées.
1. Transmettre le signal du transmetteur NS à l'antenne qui reçoit le signal le plus puissant du drone.
2. Utiliser des codes spatio-temporels, comme le code Alamouti. .
3. Utiliser la technologie de gestion de l'antenne DN (beamforming) avec la possibilité de contrôler la puissance du signal envoyé à chacune des antennes.
La première méthode se rapproche de l'optimal dans la tâche de communication avec les UAV. Elle est simple et toute l'énergie de l'émetteur est dirigée dans la bonne direction - vers l'antenne placée de manière optimale. Par exemple, à une distance de 50 km (voir Fig. 4), le signal de l'émetteur est envoyé vers une antenne suspendue à 5 mètres, et à une distance de 60 km - vers une antenne suspendue à 4 mètres. C'est cette méthode qui est utilisée dans le modem 3D Link. La deuxième méthode ne utilise pas de données a priori sur l'état du canal de communication UAV→RC (niveaux de signaux reçus aux sorties des antennes), donc elle divise l'énergie de l'émetteur également entre deux antennes, ce qui entraîne inévitablement des pertes d'énergie, car l'une des antennes peut se trouver dans une zone de faiblesse du champ. La troisième méthode est équivalente à la première en termes de qualité de communication, mais beaucoup plus complexe à réaliser.
Examinons ensuite la question de l'influence de la fréquence des ondes radio sur la portée de la communication avec les UAV en tenant compte de l'influence de la surface sous-jacente. Il a été montré ci-dessus que l'augmentation de la fréquence est bénéfique, car pour des dimensions d'antennes fixes, cela conduit à une augmentation de la portée de communication. Cependant, la question de la dépendance 
à la fréquence n'a pas été examinée. D'après cela, il s'ensuit que le rapport des coefficients de gain des antennes, égales en surface et conçues pour fonctionner à des fréquences 
et 
, est égal à
(6)
Pour 
2450 MHz; 
915 MHz on obtient 
7.2 (8.5 dB). C'est à peu près ce qui se passe en pratique. Comparons, par exemple, les paramètres des antennes suivantes du fabricant Wireless Instruments :
- WiBOX PA 0809-8V [13] (fréquence : 0.83–0.96 GHz ; largeur de faisceau : 70°/70° ; gain : 8 dBi) ;
- WiBOX PA 24-15 [14] (fréquence : 2.3–2.5 GHz ; largeur de faisceau : 30°/30° ; gain : 15 dBi).
Il est pratique de comparer ces antennes, car elles sont fabriquées dans des boîtiers identiques de 27x27 cm, c'est-à-dire qu'elles ont une surface identique. Notons que le gain des antennes diffère de 15−8=7 dB, ce qui est proche de la valeur de calcul de 8,5 dB. Les caractéristiques des antennes montrent également que la largeur du diagramme de rayonnement de l'antenne dans la gamme de 2,3 à 2,5 GHz (30°/30°) est plus de deux fois plus étroite que celle de l'antenne dans la gamme de 0,83 à 0,96 GHz (70°/70°), c'est-à-dire que le gain des antennes pour des dimensions identiques augmente réellement grâce à l'amélioration des propriétés directionnelles. En tenant compte du fait que deux antennes sont utilisées dans la ligne de communication, le rapport 
sera de 2∙8.5=17 dB. Ainsi, pour des dimensions d'antenne identiques, le budget énergétique de la liaison radio à une fréquence 
de 2450 MHz sera supérieur de 17 dB au budget de la ligne à une fréquence 
de 915 MHz. Dans le calcul, nous prendrons également en compte le fait que pour les UAV, on utilise généralement des antennes à tige dont les dimensions ne sont pas aussi critiques que pour les antennes panel réalisées. Nous accepterons donc les coefficients de gain des antennes UAV pour des fréquences 
et 
égaux. C'est-à-dire que la différence des budgets énergétiques des lignes sera de 8,5 dB, et non de 17 dB. Les résultats du calcul, effectués pour ces données d'origine et pour une hauteur de suspension de l'antenne réalisée de 5 m, sont présentés dans la figure 5.
Figure 5. Puissance du signal à l'entrée du récepteur pour les lignes radio fonctionnant aux fréquences de 915 et 2450 MHz.
La figure 5 montre clairement que la portée de communication augmente avec la fréquence de travail et une surface d'antenne identique, passant de 96,3 km pour la liaison radio à 915 MHz à 110,8 km pour celle à 2450 MHz. Cependant, la ligne à 915 MHz a une fréquence d'oscillation plus basse. Moins d'oscillations signifient moins de creux dans l'intensité du champ, c'est-à-dire moins de risques de rupture de la communication avec les UAV sur toute la distance de vol. Ce fait pourrait expliquer la popularité de la bande des sous-gigahertz pour les lignes de communication commandant-télémétriques avec les UAV, jugées comme les plus fiables. En même temps, en effectuant le complexe d'actions décrit ci-dessus pour se protéger contre les oscillations de l'intensité du champ, les lignes radio de la bande gigahertz garantissent une plus grande portée de communication grâce à l'amélioration des propriétés directionnelles des antennes.
L'examen de la fig. 5 permet également de conclure que dans la zone d'ombre (après le point 128,8 km) la diminution de la fréquence de travail de la ligne de communication a un sens. En effet, au point d'environ −120 dBm, les courbes de puissance pour les fréquences 
et 
se croisent. C'est-à-dire qu'en utilisant des récepteurs avec une sensibilité meilleure que −120 dBm, la liaison radio à une fréquence de 915 MHz fournira une plus grande portée de communication. Dans ce cas, cependant, il faut prendre en compte le débit binaire requis du lien, car pour une telle sensibilité élevée, la vitesse d'information sera très faible. Par exemple, le modem 3D Link bien qu'il fournisse une sensibilité allant jusqu'à −122 dBm, a cependant un débit agrégé (dans les deux sens) de transmission d'information de 23 kbit/s, ce qui est en principe suffisant pour la communication de contrôle avec un drone, mais clairement insuffisant pour transmettre des vidéos depuis l'appareil. Ainsi, la bande sub-gigahertz a en effet un léger avantage par rapport à la bande gigahertz pour le contrôle, mais elle est nettement inférieure en caractéristiques dans l'organisation de lignes vidéo.
Lors du choix de la fréquence de la ligne de communication, il faut également prendre en compte l'atténuation du signal lors de sa propagation dans l'atmosphère terrestre. Pour les lignes de communication sol-drone, l'atténuation dans l'atmosphère est causée par des gaz, la pluie, la grêle, la neige, le brouillard et les nuages . Pour les fréquences de ligne de communication inférieures à 6 GHz, l'atténuation dans les gaz peut être négligée . L'atténuation la plus forte est observée lors de pluies, en particulier de forte intensité (averse). Le tableau 1 présente des données sur l'atténuation linéaire [dB/km] lors de pluies d'intensité variable pour les fréquences de 3 à 6 GHz.
Tableau 1. Atténuation linéaire des ondes radio [dB/km] lors de pluies d'intensité variable selon la fréquence
Fréquence [GHz]
3 mm/h (faible)
12 mm/h (modéré)
30 mm/h (fort)
70 mm/h (averse)
3.00
0.3∙10−3
1.4∙10−3
3.6∙10−3
8.7∙10−3
4.00
0.3∙10−2
1.4∙10−2
3.7∙10−2
9.1∙10−2
5.00
0.8∙10−2
3.7∙10−2
10.6∙10−2
28∙10−2
6.00
1.4∙10−2
7.1∙10−2
21∙10−2
57∙10−2
D'après le tableau 1, par exemple, à une fréquence de 3 GHz, l'atténuation en cas de pluie sera d'environ 0,0087 dB/km, ce qui, sur une distance de 100 km, donnera une atténuation totale de 0,87 dB. À mesure que la fréquence de fonctionnement de la liaison radio augmente, l'atténuation due à la pluie augmente fortement. Pour une fréquence de 4 GHz, l'atténuation dans la même région sera déjà de 9,1 dB, tandis qu'à des fréquences de 5 et 6 GHz, elle atteindra respectivement 28 et 57 dB. Cependant, cela suppose que la pluie avec une intensité donnée est présente sur toute la longueur de la liaison, ce qui est rarement le cas en pratique. Néanmoins, lors de l'utilisation de drone dans des régions où les pluies d'intensité élevée sont fréquentes, il est recommandé de choisir une fréquence de fonctionnement de la liaison radio inférieure à 3 GHz.
Littérature
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Source : habr.com
