Verkefnið að auka fjarskiptasviðið með ómönnuðu loftfari (UAV) er áfram viðeigandi. Þessi grein fjallar um aðferðir til að bæta þessa færibreytu. Greinin var skrifuð fyrir UAV forritara og rekstraraðila og er framhald af röð greina um samskipti við UAV (fyrir upphaf þáttaraðar, sjá .
Hvað hefur áhrif á samskiptasviðið
Samskiptasviðið fer eftir mótaldinu sem notað er, loftnetum, loftnetssnúrum, útbreiðsluskilyrðum útvarpsbylgju, utanaðkomandi truflunum og einhverjum öðrum ástæðum. Til að ákvarða hversu mikil áhrif tiltekinn færibreyta hefur á samskiptasviðið skaltu íhuga sviðsjöfnuna
(1)
þar sem
— áskilið fjarskiptasvið [metrar];
— ljóshraði í lofttæmi [m/sek];
— tíðni [Hz];
— mótaldssendarafl [dBm];
— loftnetsstyrkur sendis [dBi];
— tap í snúrunni frá mótaldinu að sendiloftnetinu [dB];
— móttakaraloftnetsstyrkur [dBi];
— tap á snúrunni frá mótaldinu að móttökuloftnetinu [dB];
— næmi mótaldsmóttakarans [dBm];
— deyfingarmargfaldari, að teknu tilliti til viðbótartaps vegna áhrifa frá yfirborði jarðar, gróðurs, lofthjúps og annarra þátta [dB].
Af jöfnunni má sjá að bilið ræðst af:
- mótaldið sem notað er;
- tíðni útvarpsrásarinnar;
- loftnet notuð;
- tap í snúrum;
- áhrif á útbreiðslu útvarpsbylgna frá yfirborði jarðar, gróðri, lofthjúpi, byggingum o.fl.
Næst eru færibreyturnar sem hafa áhrif á bilið skoðaðar sérstaklega.
Mótald notað
Samskiptasviðið fer aðeins eftir tveimur breytum mótaldsins: afl sendis og móttakaranæmi , eða öllu heldur, frá mismun þeirra - orku fjárhagsáætlun mótaldsins
(2)
Til þess að auka samskiptasviðið er nauðsynlegt að velja mótald með mikið gildi . Auka aftur á móti er hægt með því að auka eða með því að draga úr . Það ætti að gefa kost á að leita að mótaldum með mikla næmni ( eins lágt og mögulegt er), frekar en að auka afl sendisins . Fjallað er ítarlega um þetta mál í fyrstu greininni. .
Auk efna Það er þess virði að hafa í huga að sumir framleiðendur, eins og Microhard , tilgreinið í forskriftum sumra tækja ekki meðaltal, heldur hámarksafl sendisins, sem er nokkrum sinnum meira en meðaltalið og sem ekki er hægt að nota til að reikna út drægið, þar sem þetta mun leiða til þess að reiknað drægi fer verulega yfir hið sanna. gildi. Slík tæki eru til dæmis hin vinsæla pDDL2450 eining [,]. Þessi staðreynd leiðir beint af niðurstöðum prófana á þessu tæki sem gerðar voru til að fá FCC vottun (sjá blaðsíðu 58). Prófunarniðurstöður fyrir FCC-vottað þráðlaus tæki er hægt að skoða á vefsíðu FCC ID með því að slá inn viðeigandi FCC auðkenni í leitarstikuna, sem ætti að vera á miðanum sem gefur til kynna tegund tækisins. FCC auðkenni pDDL2450 einingarinnar er NS916pDDL2450.
Útvarpsrásartíðni
Frá sviðsjöfnunni Af því leiðir greinilega að því lægri sem rekstrartíðnin er , því meiri samskiptasvið . En við skulum ekki flýta okkur að draga ályktanir. Staðreyndin er sú að aðrar breytur sem eru með í jöfnunni eru einnig háðar tíðni. Til dæmis, loftnetsaukning и fer eftir tíðni í tilviki þegar hámarksmál loftneta fastur, sem er einmitt það sem gerist í reynd. Loftnetsaukning , gefið upp í víddarlausum einingum (tímum), er hægt að tjá með tilliti til líkamlegs svæðis loftnetsins á eftirfarandi hátt
(3)
þar sem — skilvirkni loftnetsljósops, þ. .
Af Það er strax ljóst að fyrir fast loftnetssvæði eykst ávinningurinn í hlutfalli við veldi tíðnarinnar. Við skulum skipta út в , sem áður hefur verið endurskrifað nota víddarlausar einingar fyrir loftnetsaukning , , kapaltap , og dempunarstuðull , og einnig að nota Watts fyrir и í stað dBm. Þá
(4)
hvar er stuðullinn er fasti fyrir fastar loftnetsstærðir. Þannig, í þessum aðstæðum, er fjarskiptasviðið í beinu hlutfalli við tíðnina, þ.e., því hærri tíðnin er, því meira svið. Output. Með föstum málum loftnetanna leiðir aukning á tíðni útvarpstenglsins til aukningar á samskiptasviði með því að bæta stefnueiginleika loftnetanna. Hins vegar verður að hafa í huga að eftir því sem tíðnin eykst eykst deyfing útvarpsbylgna í andrúmsloftinu, sem stafar af lofttegundum, rigningu, hagli, snjó, þoku og skýjum. . Þar að auki, með vaxandi leiðarlengd, eykst deyfing í andrúmsloftinu einnig. Af þessum sökum, fyrir hverja leiðlengd og meðalveðurskilyrði á henni, er ákveðið hámarksgildi burðartíðni, takmarkað af leyfilegu magni merkjadeyfingar í andrúmsloftinu. Við skulum skilja lokalausnina á spurningunni um áhrif tíðni útvarpsrásar á fjarskiptasviðið til kaflans þar sem áhrif yfirborðs jarðar og lofthjúps á útbreiðslu útvarpsbylgna verða skoðuð.
Loftnet
Samskiptasviðið er ákvarðað af slíkri loftnetsbreytu eins og ávinningi (gain í ensku hugtökum), mældur í dBi. Hagnaður er mikilvæg samsett færibreyta vegna þess að hún tekur tillit til: (1) getu loftnetsins til að beina orku sendisins að móttakandanum samanborið við samsætan ofn (þar af leiðandi stuðullinn i í dBi); (2) tap í loftnetinu sjálfu [,]. Til að auka samskiptasviðið ættir þú að velja loftnet með hæsta mögulega ávinningsgildi úr þeim sem henta hvað varðar þyngd og stærðarbreytur og getu leiðsögukerfisins. Hæfni loftnets til að einbeita orku er ekki gefin ókeypis, heldur aðeins með því að auka stærð (op) loftnetsins. Til dæmis, því stærra sem móttökuloftnetið er, því stærra svæði mun það geta safnað orku til að veita inntak móttakara, og því meiri orka, því sterkara er móttekið merki, þ.e. samskiptasviðið eykst. Þannig verður þú fyrst að ákveða hámarksstærð loftnets sem er fullnægjandi fyrir vandamálið sem verið er að leysa og takmarka leitarsvæðið með þessari færibreytu, og leita síðan að ákveðnu loftnetslíkani með áherslu á hámarksaukninguna. Önnur mikilvæg loftnetsbreyta til að æfa er geislabreiddin [,], mælt í horngráðum. Venjulega er geislabreiddin skilgreind sem hornið á milli tveggja staðbundinna stefnu frá miðju loftnetsins þar sem loftnetsaukningin minnkar um 3 dB frá hámarkinu fyrir það loftnet. Breidd mynstrsins í azimut og hæð getur verið mjög mismunandi. Þessi breytu er nátengd stærð loftnetsins samkvæmt reglunni: stærri mál - minni geislabreidd. Þessi færibreyta er ekki beinlínis innifalin í sviðsjöfnunni, en það er þessi færibreyta sem ákvarðar kröfurnar fyrir leiðsögukerfi jarðstöðvar (GS) loftnets á UAV, þar sem GS notar að jafnaði mjög stefnustýrð loftnet, a.m.k. Tilvik þar sem drægni er hámarkað samskipti við UAV eru í forgangi. Reyndar, svo framarlega sem NS mælingarkerfið tryggir hornnákvæmni þess að beina loftnetinu að UAV jafnt og hálfri breidd mynstrsins eða minna, mun magn móttekins/senda merkis ekki falla undir 3 dB frá hámarkinu. Undir engum kringumstæðum ætti helmingur geislabreidd valins loftnets að vera minni en hornvilla NS loftnetsbendingakerfisins í azimutu eða hæð.
Kaplar
Til að hámarka samskiptasvið þarftu að nota snúrur með lægstu mögulegu línulegri dempun (kabeldempun eða kapallos) á vinna tíðni NS-UAV útvarpstengilsins. Línuleg dempun í snúru er skilgreind sem hlutfall merkis við úttak 1 m kapalhluta (í metrakerfinu) og merkis við inntak kapalshluta, gefið upp í dB. Kapaltap innifalinn í sviðsjöfnunni , eru ákvörðuð með því að margfalda línulegu dempunina með lengd kapalsins. Þannig að til að ná hámarks mögulegu fjarskiptasviði þarftu að nota snúrur með lægstu mögulegu línulegri dempun og lágmarka lengd þessara kapla. Á NS þarf að setja mótaldseiningar beint á mastrið við hlið loftnetanna. Í UAV líkamanum ætti mótaldið að vera staðsett eins nálægt loftnetunum og hægt er. Það er líka þess virði að athuga viðnám valda kapalsins. Þessi breytu er mæld í ohmum og er venjulega jöfn 50 eða 75 ohm. Viðnám kapalsins, loftnetstengi mótaldsins og tengið á loftnetinu sjálfu verða að vera jöfn.
Áhrif yfirborðs jarðar
Í þessum kafla munum við skoða útbreiðslu útvarpsbylgna yfir sléttu eða sjávaryfirborði. Þetta ástand kemur oft upp þegar þú notar UAV. Vöktun UAV á leiðslum, raflínum, landbúnaðaruppskeru, mörgum hernaðar- og sérstökum aðgerðum - öllu þessu er vel lýst með þessu líkani. Mannleg reynsla dregur upp mynd þar sem samskipti milli hluta eru möguleg ef þeir eru á sviði beins sjónsýnis hvers annars, annars eru samskipti ómöguleg. Hins vegar tilheyra útvarpsbylgjur ekki sjónsviðinu og því er staðan með þær nokkuð önnur. Í þessu sambandi er gagnlegt fyrir UAV verktaki og rekstraraðila að muna eftirfarandi tvær staðreyndir.
1. Samskipti á fjarskiptasviðinu eru möguleg jafnvel ef ekki er beint skyggni milli NS og UAV.
2. Áhrif undirliggjandi yfirborðs á samskipti við UAV mun gæta jafnvel þegar engir hlutir eru á NS-UAV sjónlínunni.
Til að skilja sérstöðu útbreiðslu útvarpsbylgju nálægt yfirborði jarðar er gagnlegt að kynna þér hugmyndina um verulegt svæði útbreiðslu útvarpsbylgju. . Í fjarveru einhverra hluta á verulegu svæði útbreiðslu útvarpsbylgju, er hægt að framkvæma sviðsútreikninga með því að nota formúlur fyrir laust pláss, þ.e. в má taka jafnt og 0. Ef það eru hlutir á nauðsynlegu svæði, þá er þetta ekki hægt að gera. Í mynd. 1 í punkti A er punktgeisli staðsettur í hæð fyrir ofan yfirborð jarðar, sem gefur frá sér rafsegulorku í allar áttir með jöfnum styrkleika. Í punkti B í hæð það er móttakari til að mæla sviðsstyrkinn. Í þessu líkani er nauðsynlegt svæði útbreiðslu útvarpsbylgju sporbaug með brennipunkta í punktum A og B.
Hrísgrjón. 1. Verulegt svæði útbreiðslu útvarpsbylgju
Radíus sporbaugs í „þykkasta“ hluta þess ræðst af tjáningunni
(5)
Af það er ljóst að fer eftir tíðni í öfugu hlutfalli, því minna , því „þykkari“ er sporbaug ( á mynd. 1). Að auki eykst „þykkt“ sporbaugsins með aukinni fjarlægð milli samskiptahluta. Fyrir útvarpsbylgjur getur haft nokkuð áhrifamikið gildi, svo hvenær 10 km, Við fáum 2.45 GHz 50÷60 m.
Við skulum nú skoða ógagnsæa hlutinn sem sýndur er með gráa þríhyrningnum á mynd. 1. Það mun hafa áhrif á útbreiðslu útvarpsbylgna með tíðni , vegna þess að það er staðsett á verulegu útbreiðslusvæði og mun nánast engin áhrif hafa á útbreiðslu útvarpsbylgna með tíðni . Fyrir útvarpsbylgjur á sjónsviði (ljós), gildið er lítill, þannig að áhrif yfirborðs jarðar á útbreiðslu ljóss gætir ekki í reynd. Miðað við að yfirborð jarðar er kúla er auðvelt að skilja það með vaxandi fjarlægð , undirliggjandi yfirborð mun í auknum mæli færast inn í mikilvæga útbreiðslusvæðið og hindra þannig orkuflæði frá punkti A til punkts B - enda sögunnar, samskipti við UAV eru rofin. Aðrir hlutir á leiðinni, svo sem ójafnt landslag, byggingar, skógar o.s.frv., hafa á sama hátt áhrif á fjarskipti.
Við skulum nú líta á mynd. 2 þar sem ógagnsær hlutur þekur algjörlega umtalsvert svæði útbreiðslu útvarpsbylgju með tíðni , sem gerir samskipti á þessari tíðni ómöguleg. Á sama tíma, samskipti á tíðni er líka mögulegt vegna þess að hluti orkunnar „hoppar“ yfir ógegnsæjan hlutinn. Því lægri sem tíðnin er, því lengra út fyrir sjóndeildarhringinn getur útvarpsbylgjan breiðst út og viðhaldið stöðugum samskiptum við UAV.
Hrísgrjón. 2. Nær yfir verulegt svæði útbreiðslu útvarpsbylgju
Áhrif yfirborðs jarðar á fjarskipti fer einnig eftir hæð loftnetanna и . Því meiri hæð sem loftnetin eru, því meiri fjarlægð er hægt að færa punkta A og B í sundur án þess að hlutir eða undirliggjandi yfirborð falli inn á verulegt svæði.
Þegar hluturinn eða undirliggjandi yfirborðið færist inn á verulegt svæði mun sviðsstyrkurinn í punkti B sveiflast , þ.e.a.s. hann verður annaðhvort meiri eða minni en meðallagsstyrkur. Þetta gerist vegna endurkasts orku frá hlutnum. Endurkasta orkuna er hægt að bæta við í punkti B með aðalorkuna í fasa - þá á sér stað hækkun á sviðsstyrk, eða í mótfasa - þá verður lækkun (og nokkuð djúp) í sviðsstyrk. Það er mikilvægt að muna þessi áhrif til að skilja sérstöðu samskipta við UAV. Samskiptatap við UAV á ákveðnu færi getur stafað af staðbundinni minnkun á sviðsstyrk vegna sveiflna, þ.e. ef þú flýgur lengri vegalengd er hægt að koma á sambandinu aftur. Endanlegt samskiptatap mun aðeins eiga sér stað eftir að verulegt svæði er algjörlega lokað af hlutum eða undirliggjandi yfirborði. Því næst verða lagðar til aðferðir til að vinna gegn afleiðingum sveiflna á sviði styrkleika.
Formúlur til að reikna út dempunarstuðulinn Þegar útvarpsbylgjur dreifast yfir slétt yfirborð jarðar eru þær nokkuð flóknar, sérstaklega fyrir fjarlægðir , sem fer yfir svið sjóndeildarhrings . Þess vegna, í frekari umfjöllun um vandamálið, munum við grípa til stærðfræðilegrar líkanagerðar með því að nota tölvuforrit höfundarins. Við skulum íhuga dæmigert verkefni að senda myndband frá UAV til NS með því að nota 3D Link mótald frá Geoscan fyrirtækinu. Upphafleg gögn eru sem hér segir.
1. Uppsetningarhæð NS loftnets: 5 m.
2. UAV flughæð: 1000 m.
3. Útvarpstengingartíðni: 2.45 GHz.
4. NS loftnetsaukning: 17 dB.
5. UAV loftnetsaukning: 3 dB.
6. Sendarafl: +25 dBm (300 mW).
7. Hraði myndbandsrásar: 4 Mbit/sek.
8. Móttökunæmi í myndbandsrásinni: −100.4 dBm (fyrir tíðnisviðið sem 12 MHz merki tekur).
9. Undirlag: þurr jarðvegur.
10. Skautun: lóðrétt.
Sjónlínuvegalengd þessara upphafsgagna verður 128.8 km. Útreikningsniðurstöðurnar í formi merkisafls við inntak mótaldsmóttakarans í dBm eru sýndar á mynd. 3.
Hrísgrjón. 3. Merkisstyrkur við inntak 3D Link mótaldsmóttakarans
Blái ferillinn á mynd. 3 er merkisaflið við inntak NS móttakarans, rauða bein línan gefur til kynna næmi þessa móttakara. X-ás sýnir svið í km og Y-ás sýnir kraft í dBm. Á þeim sviðum þar sem blái ferillinn liggur fyrir ofan þann rauða er bein myndmóttaka frá UAV möguleg, annars verða engin samskipti. Grafið sýnir að vegna sveiflna verður fjarskiptatap á bilinu 35.5–35.9 km og lengra á bilinu 55.3–58.6 km. Í þessu tilviki mun endanleg aftenging eiga sér stað mun lengra - eftir 110.8 km flug.
Eins og nefnt er hér að ofan, myndast lækkun í sviðsstyrk vegna þess að mótfasa er bætt við staðsetningu NS loftnetsins á beinu merkinu og merkinu sem endurkastast frá yfirborði jarðar. Þú getur losnað við samskiptatap á NS vegna bilana með því að uppfylla 2 skilyrði.
1. Notaðu mótald á NS með að minnsta kosti tveimur móttökurásum (RX fjölbreytni), til dæmis 3D Link .
2. Settu móttökuloftnetin á NS mastrið á öðruvísi hæð.
Hæðarbil móttökuloftnetanna verður að vera þannig að fallstyrkur á stað annars loftnetsins sé jafnaður upp með stigum sem eru hærri en næmi móttakarans þar sem hitt loftnetið er staðsett. Í mynd. Mynd 4 sýnir niðurstöðu þessarar nálgunar fyrir það tilvik þar sem annað NS loftnet er staðsett í 5 m hæð (blá heill ferill) og hitt í 4 m hæð (blá punktur ferill).
Hrísgrjón. 4. Merkjaafl við inntak tveggja 3D Link mótaldsmóttakara frá loftnetum sem staðsett eru í mismunandi hæð
Frá mynd. Mynd 4 sýnir vel frjósemi þessarar aðferðar. Reyndar, yfir alla flugvegalengd flugvélarinnar, allt að 110.8 km fjarlægð, fer merkið við inntak að minnsta kosti eins NS móttakara yfir næmnistigið, þ.e.a.s. myndbandið frá borðinu verður ekki rofið í öllu fluginu fjarlægð.
Fyrirhuguð aðferð hjálpar hins vegar við að auka áreiðanleika UAV→NS útvarpstengilsins eingöngu, þar sem hæfileikinn til að setja upp loftnet í mismunandi hæðum er aðeins í boði á NS. Ekki er hægt að tryggja 1 m hæðarskil loftneta á UAV. Til að auka áreiðanleika NS→UAV útvarpstengilsins er hægt að nota eftirfarandi aðferðir.
1. Færðu NS sendimerkið í loftnetið sem tekur við öflugra merki frá UAV.
2. Notaðu rúm-tíma kóða, eins og Alamouti kóðann .
3. Notaðu loftnetsgeislaformandi tækni með getu til að stjórna merkjaaflinu sem sent er til hvers loftnets.
Fyrsta aðferðin er nálægt því besta í vandamálinu við samskipti við UAV. Það er einfalt og í honum er allri sendiorku beint í rétta átt - að ákjósanlega staðsettu loftneti. Til dæmis, á 50 km fjarlægð (sjá mynd 4), er sendimerkið fært í loftnet sem er hengt í 5 metra fjarlægð og á 60 km fjarlægð - til loftnets sem er hengt í 4 metra fjarlægð. Þetta er aðferðin sem notuð er í 3D Link mótaldinu . Önnur aðferðin notar ekki fyrirfram gögn um ástand UAV→NS samskiptarásarinnar (stig móttekinna merkja við loftnetsúttak), þannig að hún skiptir sendiorkunni jafnt á milli tveggja loftneta, sem leiðir óhjákvæmilega til orkutaps, þar sem einn loftnetanna geta verið í holusviðsstyrk. Þriðja aðferðin jafngildir þeirri fyrstu hvað varðar gæði samskipta, en er mun erfiðari í framkvæmd.
Við skulum íhuga frekar málið um áhrif útvarpsbylgjutíðni á fjarskiptasviðið við UAV, að teknu tilliti til áhrifa undirliggjandi yfirborðs. Það var sýnt hér að ofan að það er gagnlegt að auka tíðnina, því með föstum stærðum loftnetanna leiðir þetta til aukningar á samskiptasviðinu. Hins vegar spurningin um ósjálfstæði tíðni var ekki tekin til greina. Frá það leiðir af sér að hlutfall ávinnings loftneta er jafnt að flatarmáli og hannað til að starfa á tíðnum и , jafngildir
(6)
Fyrir 2450 MHz; Við fáum 915 MHz 7.2 (8.5 dB). Þetta er í grófum dráttum það sem gerist í reynd. Við skulum bera saman, til dæmis, færibreytur eftirfarandi loftneta frá Wireless Instruments:
- WiBOX PA 0809-8V [13] (tíðni: 0.83–0.96 GHz; geislabreidd: 70°/70°; ávinningur: 8 dBi);
- WiBOX PA 24-15 [14] (tíðni: 2.3–2.5 GHz; geislabreidd: 30°/30°; ávinningur: 15 dBi).
Það er þægilegt að bera þessi loftnet saman, því þau eru gerð í sömu 27x27 cm húsunum, þ.e.a.s. þau hafa sama flatarmál. Athugaðu að loftnetsaukningin munar um 15−8=7 dB, sem er nálægt reiknuðu gildinu 8.5 dB. Af eiginleikum loftnetanna er einnig ljóst að breidd loftnetsmynstrsins á bilinu 2.3–2.5 GHz (30°/30°) er meira en tvöfalt þröngari en breidd loftnetsmynstrsins á bilinu 0.83–0.96 GHz (70°/70°), þ.e. hagnaður loftneta með sömu stærð eykst í raun vegna endurbóta á stefnueiginleikum. Að teknu tilliti til þess að 2 loftnet eru notuð í samskiptalínunni er hlutfallið verður 2∙8.5=17 dB. Þannig, með sömu loftnetsstærð, orkukostnaðaráætlun útvarpstengils með tíðni 2450 MHz verður 17 dB meira en línuáætlun með tíðni 915 MHz. Í útreikningnum tökum við einnig tillit til þess að UAV notar að jafnaði svipuloftnet þar sem stærðirnar eru ekki eins mikilvægar og fyrir þau NS spjaldsloftnet sem talin eru til. Þess vegna samþykkjum við UAV loftnetsávinninginn fyrir tíðni и jöfn. Þeir. munur á orkuáætlunum línanna verður 8.5 dB, ekki 17 dB. Niðurstöður útreiknings sem gerður var fyrir þessi upphafsgögn og 5 m hæð NS loftnetsins eru sýndar á mynd. 5.
Hrísgrjón. 5. Merkjaafl við móttakarainntak fyrir útvarpstengla sem starfa á tíðnum 915 og 2450 MHz
Frá mynd. 5 sýnir greinilega að fjarskiptasvið með aukningu á notkunartíðni og sama flatarmáli NS loftnetsins eykst úr 96.3 km fyrir útvarpstengil með tíðni 915 MHz í 110.8 km fyrir tengil með tíðni 2450 MHz . Hins vegar hefur línan á 915 MHz lægri sveiflutíðni. Færri sveiflur þýða færri lækkanir í sviðsstyrk, þ.e. minni líkur á að trufla samskipti við UAV yfir alla flugvegalengdina. Kannski er það þessi staðreynd sem ákvarðar vinsældir undir-gígahertz útvarpsbylgjusviðsins fyrir stjórn- og fjarmælingarsamskiptalínur með UAV sem áreiðanlegustu. Á sama tíma, þegar framkvæmt er sett af aðgerðum sem lýst er hér að ofan til að verjast sveiflum í sviðsstyrk, veita útvarpstenglar á gígahertz sviðinu stærra samskiptasvið með því að bæta stefnueiginleika loftneta.
Með hliðsjón af mynd. 5 getum við líka komist að þeirri niðurstöðu að á skuggasvæðinu (eftir 128.8 km merkið) sé skynsamlegt að lækka rekstrartíðni samskiptalínunnar. Reyndar, á punkti sem er um það bil −120 dBm, eru aflferlurnar fyrir tíðnir и skerast. Þeir. Þegar notaðir eru móttakarar með næmni sem er betri en −120 dBm mun útvarpshlekkur á tíðninni 915 MHz veita lengra fjarskiptasvið. Í þessu tilviki verður hins vegar að taka tillit til nauðsynlegrar bandbreiddar hlekkja, þar sem fyrir svo hátt næmnigildi verður upplýsingahraðinn mjög lítill. Til dæmis, 3D Link mótald Þó að það veiti næmni allt að -122 dBm, verður heildarupplýsingaflutningshraði (í báðar áttir) 23 kbit/sek, sem í grundvallaratriðum er nóg fyrir KTRL samskipti við UAV, en greinilega ekki nóg til að senda myndskeið frá og með stjórn. Þannig hefur undirgígahertssviðið reyndar smá forskot á gígahertssviðið fyrir KTRL, en tapar greinilega í eiginleikum við skipulagningu myndbandslína.
Þegar þú velur útvarpstengingartíðni verður þú einnig að taka tillit til dempunar merkis þegar það breiðist út um lofthjúp jarðar. Fyrir NS-UAV samskiptatengla stafar dempun í andrúmsloftinu af lofttegundum, rigningu, hagli, snjó, þoku og skýjum . Fyrir notkunartíðni útvarpstengla sem er minni en 6 GHz er hægt að vanrækja dempun í lofttegundum . Alvarlegasta veikingin sést í rigningum, sérstaklega miklum styrk (skúrum). Tafla 1 sýnir gögnin með línulegri dempun [dB/km] í rigningum af mismunandi styrkleika fyrir tíðni 3–6 GHz.
Tafla 1. Línuleg dempun útvarpsbylgna [dB/km] í rigningum af mismunandi styrkleika eftir tíðni
Tíðni [GHz]
3 mm/klst. (veikt)
12 mm/klst. (í meðallagi)
30 mm/klst. (sterkt)
70 mm/klst. (rigning)
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
Frá borði 1 leiðir til þess að til dæmis, við 3 GHz tíðnina, verður deyfingin í sturtu um 0.0087 dB/km, sem á 100 km leið gefur 0.87 dB af heildardeyfingu. Eftir því sem rekstrartíðni útvarpstengingarinnar eykst eykst deyfing í rigningu verulega. Fyrir tíðni upp á 4 GHz verður dempunin í sturtu á sömu slóð nú þegar 9.1 dB og á tíðnunum 5 og 6 GHz - 28 og 57 dB, í sömu röð. Í þessu tilviki er þó gert ráð fyrir að rigning með ákveðnum styrkleika komi á alla leiðina, sem gerist sjaldan í reynd. Hins vegar, þegar UAV eru notuð á svæðum þar sem mikil rigning er tíð, er mælt með því að velja notkunartíðni útvarpstengilsins undir 3 GHz.
Bókmenntir
1. Smorodinov A.A. Habr. 2019.
2. Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Útbreiðsla útvarpsbylgna og rekstur útvarpstengla. Tenging. Moskvu. 1971.
3.
4.
5.
6.
7.
8. C.A. Balanis. Loftnetskenning. Greining og hönnun. Fjórða útgáfa. John Wiley og synir. 2016.
9. Wikipedia grein.
10. Wikipedia grein.
11.
12. S.M. Alamouti. "Einföld fjölbreytni sendingartækni fyrir þráðlaus samskipti." IEEE tímarit um valin svæði í samskiptum. 16(8):1451–1458.
13.
14.
Heimild: www.habr.com