ആളില്ലാ വിമാനം (UAV) ഉപയോഗിച്ച് ആശയവിനിമയ ശ്രേണി എങ്ങനെ വർദ്ധിപ്പിക്കാം

ആളില്ലാ ഏരിയൽ വെഹിക്കിൾ (യുഎവി) ഉപയോഗിച്ച് ആശയവിനിമയ ശ്രേണി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ചുമതല പ്രസക്തമായി തുടരുന്നു. ഈ പാരാമീറ്റർ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള രീതികൾ ഈ ലേഖനം ചർച്ചചെയ്യുന്നു. യു‌എ‌വി ഡവലപ്പർമാർക്കും ഓപ്പറേറ്റർമാർക്കും വേണ്ടി എഴുതിയതാണ് ഈ ലേഖനം, യു‌എ‌വികളുമായുള്ള ആശയവിനിമയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ലേഖനങ്ങളുടെ ഒരു തുടർച്ചയാണ് (പരമ്പരയുടെ തുടക്കത്തിനായി, കാണുക [1].

ആശയവിനിമയ ശ്രേണിയെ ബാധിക്കുന്നതെന്താണ്

ആശയവിനിമയ ശ്രേണി ഉപയോഗിക്കുന്ന മോഡം, ആന്റിനകൾ, ആന്റിന കേബിളുകൾ, റേഡിയോ തരംഗ പ്രചരണ അവസ്ഥകൾ, ബാഹ്യ ഇടപെടൽ, മറ്റ് ചില കാരണങ്ങൾ എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ആശയവിനിമയ ശ്രേണിയിൽ ഒരു പ്രത്യേക പരാമീറ്ററിന്റെ സ്വാധീനത്തിന്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കാൻ, ശ്രേണി സമവാക്യം പരിഗണിക്കുക [2]
(1)

എവിടെ
- ആവശ്യമായ ആശയവിനിമയ പരിധി [മീറ്റർ];
- ശൂന്യതയിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത [m/sec];
- ആവൃത്തി [Hz];
- മോഡം ട്രാൻസ്മിറ്റർ പവർ [dBm];
- ട്രാൻസ്മിറ്റർ ആന്റിന നേട്ടം [dBi];
- മോഡം മുതൽ ട്രാൻസ്മിറ്റർ ആന്റിന വരെ കേബിളിലെ നഷ്ടം [dB];
- റിസീവർ ആന്റിന നേട്ടം [dBi];
- മോഡം മുതൽ റിസീവർ ആന്റിന വരെ കേബിളിലെ നഷ്ടം [dB];
- മോഡം റിസീവറിന്റെ സംവേദനക്ഷമത [dBm];
- ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലം, സസ്യങ്ങൾ, അന്തരീക്ഷം, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ [dB] എന്നിവയുടെ സ്വാധീനം മൂലമുണ്ടാകുന്ന അധിക നഷ്ടങ്ങൾ കണക്കിലെടുത്ത് അറ്റൻവേഷൻ ഗുണിതം.

സമവാക്യത്തിൽ നിന്ന് ശ്രേണി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഇനിപ്പറയുന്നവയാണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും:

• ഉപയോഗിച്ച മോഡം;
• റേഡിയോ ചാനലിന്റെ ആവൃത്തി;
• ഉപയോഗിച്ച ആന്റിനകൾ;
• കേബിളുകളിൽ നഷ്ടം;
• ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലം, സസ്യങ്ങൾ, അന്തരീക്ഷം, കെട്ടിടങ്ങൾ മുതലായവയിൽ നിന്നുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ വ്യാപനത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്നു.

അടുത്തതായി, ശ്രേണിയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന പരാമീറ്ററുകൾ പ്രത്യേകം പരിഗണിക്കുന്നു.

മോഡം ഉപയോഗിച്ചു

ആശയവിനിമയ ശ്രേണി മോഡത്തിന്റെ രണ്ട് പാരാമീറ്ററുകളെ മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു: ട്രാൻസ്മിറ്റർ പവർ റിസീവർ സെൻസിറ്റിവിറ്റിയും , അല്ലെങ്കിൽ, അവരുടെ വ്യത്യാസത്തിൽ നിന്ന് - മോഡം ഊർജ്ജ ബജറ്റ്
(2)

ആശയവിനിമയ ശ്രേണി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഒരു വലിയ മൂല്യമുള്ള ഒരു മോഡം തിരഞ്ഞെടുക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ് . വർധിപ്പിക്കുക അതാകട്ടെ, വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ സാധ്യമാണ് അല്ലെങ്കിൽ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ . ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയുള്ള മോഡമുകൾക്കായി തിരയുന്നതിന് മുൻഗണന നൽകണം ( ട്രാൻസ്മിറ്റർ ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുപകരം, കഴിയുന്നത്ര കുറവാണ് . ഈ പ്രശ്നം ആദ്യ ലേഖനത്തിൽ വിശദമായി ചർച്ചചെയ്യുന്നു. [1].

മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് പുറമേ [1] മൈക്രോഹാർഡ് പോലുള്ള ചില നിർമ്മാതാക്കൾ ഓർമ്മിക്കേണ്ടതാണ് [3], ചില ഉപകരണങ്ങളുടെ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകളിൽ ശരാശരിയല്ല, ട്രാൻസ്മിറ്ററിന്റെ പീക്ക് പവർ സൂചിപ്പിക്കുക, ഇത് ശരാശരിയേക്കാൾ പലമടങ്ങ് വലുതും ശ്രേണി കണക്കാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാനാകാത്തതുമാണ്, കാരണം ഇത് കണക്കാക്കിയ ശ്രേണി ശരിയേക്കാൾ കവിയുന്നതിലേക്ക് നയിക്കും. മൂല്യം. അത്തരം ഉപകരണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ജനപ്രിയ pDDL2450 മൊഡ്യൂൾ [4,5]. FCC സർട്ടിഫിക്കേഷൻ നേടുന്നതിനായി നടത്തിയ ഈ ഉപകരണത്തിന്റെ പരിശോധനാ ഫലങ്ങളിൽ നിന്ന് ഈ വസ്തുത നേരിട്ട് പിന്തുടരുന്നു [6] (പേജ് 58 കാണുക). FCC-സർട്ടിഫൈഡ് വയർലെസ് ഉപകരണങ്ങൾക്കായുള്ള പരിശോധനാ ഫലങ്ങൾ FCC ID വെബ്സൈറ്റിൽ കാണാൻ കഴിയും [7]സെർച്ച് ബാറിൽ ഉചിതമായ FCC ഐഡി നൽകിക്കൊണ്ട്, അത് ഉപകരണത്തിന്റെ തരം സൂചിപ്പിക്കുന്ന ലേബലിൽ ഉണ്ടായിരിക്കണം. pDDL2450 മൊഡ്യൂളിന്റെ FCC ഐഡി NS916pDDL2450 ആണ്.

റേഡിയോ ചാനൽ ആവൃത്തി

ശ്രേണി സമവാക്യത്തിൽ നിന്ന് (1) പ്രവർത്തന ആവൃത്തി കുറവാണെന്ന് ഇത് വ്യക്തമായി പിന്തുടരുന്നു , ആശയവിനിമയ പരിധി വലുതാണ് . എന്നാൽ നമുക്ക് നിഗമനങ്ങളിലേക്ക് തിരക്കുകൂട്ടരുത്. സമവാക്യത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന മറ്റ് പാരാമീറ്ററുകളും ആവൃത്തിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നതാണ് വസ്തുത. ഉദാഹരണത്തിന്, ആന്റിന നേട്ടങ്ങൾ и ആന്റിനകളുടെ പരമാവധി അളവുകൾ വരുമ്പോൾ കേസിൽ ആവൃത്തിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും നിശ്ചിത, പ്രായോഗികമായി സംഭവിക്കുന്നത് അതാണ്. ആന്റിന നേട്ടം , അളവില്ലാത്ത യൂണിറ്റുകളിൽ (സമയങ്ങൾ) പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത്, ആന്റിനയുടെ ഭൗതിക വിസ്തൃതിയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കാം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ [8]
(3)

എവിടെ - ആന്റിന അപ്പേർച്ചർ കാര്യക്ഷമത, അതായത് ഫലപ്രദമായ ആന്റിന ഏരിയയുടെ ഫിസിക്കൽ ഒന്നിലേക്കുള്ള അനുപാതം (ആന്റിന രൂപകൽപ്പനയെ ആശ്രയിച്ച്) [8].

താഴെ (3) ഒരു നിശ്ചിത ആന്റിന ഏരിയയ്ക്ക്, ആവൃത്തിയുടെ ചതുരത്തിന് ആനുപാതികമായി നേട്ടം വർദ്ധിക്കുന്നുവെന്ന് ഉടനടി വ്യക്തമാണ്. നമുക്ക് പകരം വയ്ക്കാം (3) в (1), മുമ്പ് മാറ്റിയെഴുതിയത് (1) ആന്റിന നേട്ടങ്ങൾക്കായി അളവില്ലാത്ത യൂണിറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു , , കേബിൾ നഷ്ടം , ഒപ്പം ശോഷണ ഘടകവും , കൂടാതെ വാട്ട്സ് ഉപയോഗിക്കുന്നു и പകരം dBm. പിന്നെ
(4)

കോഫിഫിഷ്യന്റ് എവിടെയാണ് സ്ഥിരമായ ആന്റിന അളവുകൾക്കുള്ള സ്ഥിരാങ്കമാണ്. അതിനാൽ, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആശയവിനിമയ ശ്രേണി ആവൃത്തിക്ക് നേരിട്ട് ആനുപാതികമാണ്, അതായത്, ഉയർന്ന ആവൃത്തി, വലിയ ശ്രേണി. ഉപസംഹാരം. ആന്റിനകളുടെ നിശ്ചിത അളവുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, റേഡിയോ ലിങ്കിന്റെ ആവൃത്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ആന്റിനകളുടെ ദിശാസൂചന ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ ആശയവിനിമയ ശ്രേണിയിലെ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ആവൃത്തി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, വാതകങ്ങൾ, മഴ, ആലിപ്പഴം, മഞ്ഞ്, മൂടൽമഞ്ഞ്, മേഘങ്ങൾ എന്നിവ മൂലമുണ്ടാകുന്ന അന്തരീക്ഷത്തിലെ റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ ശോഷണം വർദ്ധിക്കുമെന്ന് ഓർമ്മിക്കേണ്ടതാണ്. [2]. മാത്രമല്ല, പാത നീളം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് അന്തരീക്ഷത്തിലെ ശോഷണവും വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇക്കാരണത്താൽ, ഓരോ പാതയുടെ ദൈർഘ്യത്തിനും അതിലെ ശരാശരി കാലാവസ്ഥയ്ക്കും, കാരിയർ ആവൃത്തിയുടെ ഒരു നിശ്ചിത പരമാവധി മൂല്യമുണ്ട്, ഇത് അന്തരീക്ഷത്തിലെ അനുവദനീയമായ സിഗ്നൽ അറ്റന്യൂവേഷനാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചാരണത്തിൽ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിന്റെയും അന്തരീക്ഷത്തിന്റെയും സ്വാധീനം പരിഗണിക്കുന്ന വിഭാഗത്തിലേക്ക് ആശയവിനിമയ ശ്രേണിയിലെ റേഡിയോ ചാനലിന്റെ ആവൃത്തിയുടെ സ്വാധീനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ചോദ്യത്തിനുള്ള അന്തിമ പരിഹാരം നമുക്ക് വിടാം.

ആന്റിന

കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ശ്രേണി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് നേട്ടം പോലുള്ള ആന്റിന പാരാമീറ്ററാണ് (ഇംഗ്ലീഷ് ടെർമിനോളജിയിലെ നേട്ടം), dBi-യിൽ അളക്കുന്നു. ഗെയിൻ ഒരു പ്രധാന സംയോജിത പാരാമീറ്ററാണ്, കാരണം ഇത് കണക്കിലെടുക്കുന്നു: (1) ഒരു ഐസോട്രോപിക് എമിറ്ററുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ട്രാൻസ്മിറ്ററിന്റെ ഊർജ്ജം റിസീവറിലേക്ക് ഫോക്കസ് ചെയ്യാനുള്ള ആന്റിനയുടെ കഴിവ് (ഐസോട്രോപിക്, അതിനാൽ dBi-യിലെ സൂചിക i); (2) ആന്റിനയിലെ തന്നെ നഷ്ടം [8,9]. കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ശ്രേണി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഭാരം, വലിപ്പം പാരാമീറ്ററുകൾ, ഗൈഡൻസ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ കഴിവുകൾ എന്നിവയിൽ അനുയോജ്യമായവയിൽ നിന്ന് സാധ്യമായ ഏറ്റവും ഉയർന്ന മൂല്യമുള്ള ആന്റിനകൾ നിങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കണം. ഊർജം ഫോക്കസ് ചെയ്യാനുള്ള ആന്റിനയുടെ കഴിവ് സൗജന്യമായി നൽകുന്നില്ല, മറിച്ച് ആന്റിനയുടെ അളവുകൾ (അപ്പെർച്ചർ) വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ മാത്രമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, സ്വീകരിക്കുന്ന ആന്റിന വലുത്, റിസീവർ ഇൻപുട്ടിലേക്ക് വിതരണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഊർജ്ജം ശേഖരിക്കാൻ കഴിയുന്ന വലിയ പ്രദേശം, കൂടുതൽ ഊർജ്ജം, സ്വീകരിച്ച സിഗ്നൽ ശക്തമാണ്, അതായത് ആശയവിനിമയ ശ്രേണി വർദ്ധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, പരിഹരിക്കപ്പെടുന്ന പ്രശ്നത്തിന് പര്യാപ്തമായ പരമാവധി ആന്റിന അളവുകൾ നിങ്ങൾ ആദ്യം തീരുമാനിക്കുകയും ഈ പരാമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് തിരയൽ ഏരിയ പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും തുടർന്ന് ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട ആന്റിന മോഡലിനായി തിരയുകയും പരമാവധി നേട്ടത്തിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും വേണം. പരിശീലനത്തിനുള്ള രണ്ടാമത്തെ പ്രധാന ആന്റിന പാരാമീറ്റർ ബീംവിഡ്ത്ത് ആണ് [8,10], കോണീയ ഡിഗ്രികളിൽ അളക്കുന്നു. സാധാരണഗതിയിൽ, ബീം വീതി, ആന്റിനയുടെ മധ്യഭാഗത്ത് നിന്നുള്ള രണ്ട് സ്പേഷ്യൽ ദിശകൾക്കിടയിലുള്ള കോണായി നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു, ആ ആന്റിനയുടെ പരമാവധി ആന്റണയിൽ നിന്ന് 3 dB കുറയുന്നു. അസിമുത്ത്, എലവേഷൻ എന്നിവയിലെ പാറ്റേണിന്റെ വീതി വളരെയധികം വ്യത്യാസപ്പെടാം. ഈ പരാമീറ്റർ നിയമം അനുസരിച്ച് ആന്റിനയുടെ അളവുകളുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു: വലിയ അളവുകൾ - ചെറിയ ബീം വീതി. ഈ പരാമീറ്റർ നേരിട്ട് ശ്രേണി സമവാക്യത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, എന്നാൽ ഈ പരാമീറ്ററാണ് UAV-യിലെ ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേഷൻ (GS) ആന്റിന ഗൈഡൻസ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ആവശ്യകതകൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നത്, കാരണം GS, ഒരു ചട്ടം പോലെ, ഉയർന്ന ദിശാസൂചനയുള്ള ആന്റിനകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കുറഞ്ഞത് UAV-യുമായുള്ള ആശയവിനിമയ പരിധി പരമാവധിയാക്കുന്ന സന്ദർഭങ്ങളിൽ മുൻഗണന നൽകുന്നു. തീർച്ചയായും, NS ട്രാക്കിംഗ് സിസ്റ്റം UAV-യിൽ ആന്റിനയെ പാറ്റേണിന്റെ പകുതി വീതിയോ അതിൽ കുറവോ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നതിന്റെ കോണീയ കൃത്യത ഉറപ്പാക്കുന്നിടത്തോളം, സ്വീകരിച്ച/പുറത്തുവരുന്ന സിഗ്നലിന്റെ ലെവൽ പരമാവധി 3 dB-ൽ താഴെയാകില്ല. ഒരു സാഹചര്യത്തിലും തിരഞ്ഞെടുത്ത ആന്റിനയുടെ പകുതി ബീം വീതി അസിമുത്തിലോ എലവേഷനിലോ NS ആന്റിന പോയിന്റിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ കോണീയ പിശകിനേക്കാൾ കുറവായിരിക്കരുത്.

കേബിളുകൾ

ആശയവിനിമയ പരിധി പരമാവധിയാക്കാൻ, സാധ്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ലീനിയർ അറ്റന്യൂവേഷൻ (കേബിൾ അറ്റൻവേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ കേബിൾ നഷ്ടം) ഉള്ള കേബിളുകൾ നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ജോലി ചെയ്യുന്നു NS-UAV റേഡിയോ ലിങ്കിന്റെ ആവൃത്തി. 1 മീറ്റർ കേബിൾ സെഗ്‌മെന്റിന്റെ (മെട്രിക് സിസ്റ്റത്തിൽ) ഔട്ട്‌പുട്ടിലെ സിഗ്നലിന്റെയും കേബിൾ സെഗ്‌മെന്റിന്റെ ഇൻപുട്ടിലെ സിഗ്നലിന്റെയും അനുപാതമായി ഒരു കേബിളിലെ ലീനിയർ അറ്റന്യൂവേഷൻ നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഡിബിയിൽ പ്രകടമാണ്. കേബിൾ നഷ്ടം ശ്രേണി സമവാക്യത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട് (1), ലീനിയർ അറ്റന്യൂവേഷൻ കേബിൾ നീളം കൊണ്ട് ഗുണിച്ചാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. അതിനാൽ, സാധ്യമായ പരമാവധി ആശയവിനിമയ ശ്രേണി ലഭിക്കുന്നതിന്, സാധ്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ലീനിയർ അറ്റന്യൂവേഷൻ ഉള്ള കേബിളുകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും ഈ കേബിളുകളുടെ ദൈർഘ്യം കുറയ്ക്കുകയും വേണം. NS-ൽ, ആന്റിനകൾക്ക് അടുത്തുള്ള മാസ്റ്റിൽ മോഡം യൂണിറ്റുകൾ നേരിട്ട് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യണം. UAV ബോഡിയിൽ, മോഡം ആന്റിനകൾക്ക് കഴിയുന്നത്ര അടുത്ത് സ്ഥിതിചെയ്യണം. തിരഞ്ഞെടുത്ത കേബിളിന്റെ ഇം‌പെഡൻസ് പരിശോധിക്കുന്നതും മൂല്യവത്താണ്. ഈ പരാമീറ്റർ ഓംസിൽ അളക്കുന്നു, ഇത് സാധാരണയായി 50 അല്ലെങ്കിൽ 75 ഓംസിന് തുല്യമാണ്. കേബിളിന്റെ ഇം‌പെഡൻസ്, മോഡത്തിന്റെ ആന്റിന കണക്റ്റർ, ആന്റിനയിലെ കണക്റ്റർ എന്നിവ തുല്യമായിരിക്കണം.

ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിന്റെ ആഘാതം

ഈ വിഭാഗത്തിൽ നമ്മൾ ഒരു സമതലത്തിലോ കടൽ ഉപരിതലത്തിലോ റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണം നോക്കും. യു‌എ‌വികൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതിയിലാണ് ഈ സാഹചര്യം പലപ്പോഴും സംഭവിക്കുന്നത്. പൈപ്പ് ലൈനുകൾ, വൈദ്യുതി ലൈനുകൾ, കാർഷിക വിളകൾ, നിരവധി സൈനിക, പ്രത്യേക പ്രവർത്തനങ്ങൾ എന്നിവയുടെ യുഎവി നിരീക്ഷണം - ഇതെല്ലാം ഈ മാതൃക നന്നായി വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു. പരസ്പരം നേരിട്ടുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ദൃശ്യപരതയുടെ മേഖലയിലാണെങ്കിൽ വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ആശയവിനിമയം സാധ്യമാകുന്ന ഒരു ചിത്രം മനുഷ്യ അനുഭവം നമുക്ക് വരയ്ക്കുന്നു, അല്ലാത്തപക്ഷം ആശയവിനിമയം അസാധ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ ശ്രേണിയിൽ പെടുന്നില്ല, അതിനാൽ അവയുമായി സ്ഥിതി കുറച്ച് വ്യത്യസ്തമാണ്. ഇക്കാര്യത്തിൽ, യു‌എ‌വി ഡെവലപ്പർക്കും ഓപ്പറേറ്റർക്കും ഇനിപ്പറയുന്ന രണ്ട് വസ്തുതകൾ ഓർമ്മിക്കുന്നത് ഉപയോഗപ്രദമാണ്.

1. NS ഉം UAV ഉം തമ്മിലുള്ള നേരിട്ടുള്ള ദൃശ്യപരതയുടെ അഭാവത്തിൽ പോലും റേഡിയോ ശ്രേണിയിൽ ആശയവിനിമയം സാധ്യമാണ്.
2. NS-UAV ഒപ്റ്റിക്കൽ ലൈനിൽ ഒബ്‌ജക്‌റ്റുകൾ ഇല്ലെങ്കിൽ പോലും UAV-യുമായുള്ള ആശയവിനിമയത്തിൽ അടിവസ്‌ത്ര പ്രതലത്തിന്റെ സ്വാധീനം അനുഭവപ്പെടും.

ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിനടുത്തുള്ള റേഡിയോ തരംഗ പ്രചാരണത്തിന്റെ പ്രത്യേകതകൾ മനസിലാക്കാൻ, റേഡിയോ തരംഗ പ്രചാരണത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന മേഖല എന്ന ആശയം സ്വയം പരിചയപ്പെടുത്തുന്നത് ഉപയോഗപ്രദമാണ്. [2]. റേഡിയോ തരംഗ പ്രചാരണത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന മേഖലയിൽ ഏതെങ്കിലും വസ്തുക്കളുടെ അഭാവത്തിൽ, സ്വതന്ത്ര സ്ഥലത്തിനായുള്ള ഫോർമുലകൾ ഉപയോഗിച്ച് പരിധി കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്താം, അതായത്. в (1) 0 ന് തുല്യമായി എടുക്കാം. അത്യാവശ്യ മേഖലയിൽ വസ്തുക്കൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, ഇത് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. ചിത്രത്തിൽ. പോയിന്റ് എയിൽ 1 ഉയരത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു പോയിന്റ് എമിറ്റർ ഉണ്ട് ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിന് മുകളിൽ, എല്ലാ ദിശകളിലും തുല്യ തീവ്രതയോടെ വൈദ്യുതകാന്തിക ഊർജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ഉയരത്തിൽ ബി പോയിന്റിൽ ഫീൽഡ് തീവ്രത അളക്കാൻ ഒരു റിസീവർ ഉണ്ട്. ഈ മാതൃകയിൽ, റേഡിയോ തരംഗ പ്രചരണത്തിന്റെ പ്രധാന മേഖല എ, ബി പോയിന്റുകളിൽ ഫോസി ഉള്ള ഒരു ദീർഘവൃത്താകൃതിയാണ്.

അരി. 1. റേഡിയോ തരംഗ പ്രചരണത്തിന്റെ പ്രധാന മേഖല

അതിന്റെ "കട്ടിയുള്ള" ഭാഗത്ത് ദീർഘവൃത്താകൃതിയിലുള്ള ആരം പദപ്രയോഗത്താൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു [2]
(5)

താഴെ (5) അത് വ്യക്തമാണ് ആവൃത്തിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു വിപരീത അനുപാതം, കുറവ് , "കട്ടിയുള്ള" ദീർഘവൃത്താകൃതി ( ചിത്രത്തിൽ. 1). കൂടാതെ, ആശയവിനിമയ വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ദീർഘവൃത്തത്തിന്റെ "കനം" വർദ്ധിക്കുന്നു. റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾക്കായി വളരെ ശ്രദ്ധേയമായ മൂല്യം ഉണ്ടായിരിക്കും, അങ്ങനെ എപ്പോൾ 10 കി.മീ. നമുക്ക് 2.45 GHz ലഭിക്കും 50÷60 മീ.

ചിത്രത്തിലെ ചാരനിറത്തിലുള്ള ത്രികോണം ചിത്രീകരിച്ചിരിക്കുന്ന അതാര്യമായ വസ്തുവിനെ നമുക്ക് ഇപ്പോൾ പരിഗണിക്കാം. 1. ആവൃത്തിയിലുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണത്തെ ഇത് സ്വാധീനിക്കും , കാരണം ഇത് ഒരു സുപ്രധാന പ്രചരണ മേഖലയിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്, കൂടാതെ ആവൃത്തിയിലുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണത്തെ ഫലത്തിൽ ബാധിക്കില്ല. . ഒപ്റ്റിക്കൽ ശ്രേണിയിലെ (ലൈറ്റ്) റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾക്ക്, മൂല്യം ചെറുതാണ്, അതിനാൽ പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യാപനത്തിൽ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിന്റെ സ്വാധീനം പ്രായോഗികമായി അനുഭവപ്പെടുന്നില്ല. ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലം ഒരു ഗോളമാണെന്ന് കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, ദൂരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് അത് മനസ്സിലാക്കാൻ എളുപ്പമാണ് , അന്തർലീനമായ പ്രതലം ഗണ്യമായ പ്രചരണ മേഖലയിലേക്ക് കൂടുതലായി നീങ്ങും, അങ്ങനെ പോയിന്റ് A മുതൽ പോയിന്റ് B വരെയുള്ള ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഒഴുക്ക് തടയുന്നു - കഥയുടെ അവസാനം, UAV യുമായുള്ള ആശയവിനിമയം തടസ്സപ്പെട്ടു. അസമമായ ഭൂപ്രദേശം, കെട്ടിടങ്ങൾ, വനങ്ങൾ മുതലായവ പോലുള്ള റൂട്ടിലെ മറ്റ് വസ്തുക്കളും ആശയവിനിമയത്തെ ബാധിക്കും.

ഇനി ചിത്രം നോക്കാം. 2, ഒരു അതാര്യമായ വസ്തു ഒരു ആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു റേഡിയോ തരംഗത്തിന്റെ പ്രചരണത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന മേഖലയെ പൂർണ്ണമായും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു , ഈ ആവൃത്തിയിൽ ആശയവിനിമയം അസാധ്യമാക്കുന്നു. അതേ സമയം, ആവൃത്തിയിലുള്ള ആശയവിനിമയം ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം അതാര്യമായ ഒബ്ജക്റ്റിന് മുകളിൽ "ചാടി" എന്നതിനാലും സാധ്യമാണ്. ആവൃത്തി കുറയുന്തോറും ഒപ്റ്റിക്കൽ ചക്രവാളത്തിനപ്പുറം റേഡിയോ തരംഗത്തിന് UAV-യുമായി സ്ഥിരതയുള്ള ആശയവിനിമയം നിലനിർത്താൻ കഴിയും.

അരി. 2. റേഡിയോ തരംഗ പ്രചരണത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന മേഖല ഉൾക്കൊള്ളുന്നു

ആശയവിനിമയത്തിൽ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിന്റെ അളവ് ആന്റിനകളുടെ ഉയരത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു и . ആന്റിനകളുടെ ഉയരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, എ, ബി പോയിന്റുകളുടെ അകലം വർദ്ധിക്കുന്നത് വസ്തുക്കളെയോ അടിസ്ഥാന പ്രതലത്തെയോ ഒരു പ്രധാന പ്രദേശത്തേക്ക് വീഴാൻ അനുവദിക്കാതെ തന്നെ നീക്കാൻ കഴിയും.

ഒബ്ജക്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ അടിവസ്ത്രമായ ഉപരിതലം ഒരു പ്രധാന പ്രദേശത്തേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ, ബി പോയിന്റിലെ ഫീൽഡ് ശക്തി ആന്ദോളനം ചെയ്യും [2], അതായത് അത് ശരാശരി ഫീൽഡ് ശക്തിയേക്കാൾ കൂടുതലോ കുറവോ ആയിരിക്കും. വസ്തുവിൽ നിന്നുള്ള ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രതിഫലനം മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. പ്രതിബിംബിച്ച ഊർജ്ജം ഘട്ടത്തിലെ പ്രധാന ഊർജ്ജത്തിനൊപ്പം ബി പോയിന്റിൽ ചേർക്കാം - തുടർന്ന് ഫീൽഡ് ശക്തിയിൽ ഒരു ഉയർച്ച സംഭവിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ ആന്റിഫേസിൽ - തുടർന്ന് ഫീൽഡ് ശക്തിയിൽ ഒരു ഇടിവ് (തികച്ചും ആഴത്തിൽ) സംഭവിക്കുന്നു. UAV-കളുമായുള്ള ആശയവിനിമയത്തിന്റെ പ്രത്യേകതകൾ മനസിലാക്കാൻ ഈ പ്രഭാവം ഓർത്തിരിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. ആന്ദോളനങ്ങൾ കാരണം ഫീൽഡ് ശക്തിയിൽ പ്രാദേശികമായി കുറയുന്നത് ഒരു നിശ്ചിത പരിധിയിൽ UAV-യുമായുള്ള ആശയവിനിമയം നഷ്‌ടപ്പെടാം, അതായത് നിങ്ങൾ കുറച്ച് ദൂരം കൂടി പറക്കുകയാണെങ്കിൽ, കണക്ഷൻ പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും. ഒരു പ്രധാന പ്രദേശം ഒബ്ജക്റ്റുകളാൽ അല്ലെങ്കിൽ അണ്ടർലയിങ്ങ് ഉപരിതലത്തിൽ പൂർണ്ണമായും തടഞ്ഞതിനുശേഷം മാത്രമേ ആശയവിനിമയത്തിന്റെ അവസാന നഷ്ടം സംഭവിക്കുകയുള്ളൂ. അടുത്തതായി, ഫീൽഡ് ശക്തി ആന്ദോളനങ്ങളുടെ അനന്തരഫലങ്ങളെ ചെറുക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെടും.

അറ്റൻവേഷൻ ഘടകം കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള സൂത്രവാക്യങ്ങൾ ഭൂമിയുടെ സുഗമമായ ഉപരിതലത്തിൽ റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ പ്രചരിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അവ വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് ദൂരങ്ങളിൽ , ഒപ്റ്റിക്കൽ ചക്രവാളത്തിന്റെ പരിധി കവിയുന്നു [2]. അതിനാൽ, പ്രശ്നത്തിന്റെ കൂടുതൽ പരിഗണനയിൽ, രചയിതാവിന്റെ കമ്പ്യൂട്ടർ പ്രോഗ്രാമുകളുടെ സെറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ ഗണിതശാസ്ത്ര മോഡലിംഗ് അവലംബിക്കും. ഒരു 3D ലിങ്ക് മോഡം ഉപയോഗിച്ച് UAV-യിൽ നിന്ന് NS-ലേക്ക് വീഡിയോ ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്യുന്ന ഒരു സാധാരണ ജോലി നോക്കാം. [11] ജിയോസ്കാൻ കമ്പനിയിൽ നിന്ന്. പ്രാരംഭ ഡാറ്റ ഇപ്രകാരമാണ്.

1. NS ആന്റിനയുടെ മൗണ്ടിംഗ് ഉയരം: 5 മീ.
2. UAV ഫ്ലൈറ്റ് ഉയരം: 1000 മീ.
3. റേഡിയോ ലിങ്ക് ഫ്രീക്വൻസി: 2.45 GHz.
4. NS ആന്റിന നേട്ടം: 17 dB.
5. UAV ആന്റിന നേട്ടം: 3 dB.
6. ട്രാൻസ്മിറ്റർ പവർ: +25 dBm (300 mW).
7. വീഡിയോ ചാനൽ വേഗത: 4 Mbit/sec.
8. വീഡിയോ ചാനലിലെ റിസീവർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി: −100.4 dBm (12 MHz സിഗ്നൽ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡിന്).
9. അടിവസ്ത്രം: ഉണങ്ങിയ മണ്ണ്.
10. ധ്രുവീകരണം: ലംബം.

ഈ പ്രാരംഭ ഡാറ്റയുടെ ലൈൻ-ഓഫ്-സൈറ്റ് ദൂരം 128.8 കിലോമീറ്ററായിരിക്കും. dBm-ലെ മോഡം റിസീവറിന്റെ ഇൻപുട്ടിൽ സിഗ്നൽ പവർ എന്ന രൂപത്തിലുള്ള കണക്കുകൂട്ടൽ ഫലം ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 3.

അരി. 3. 3D ലിങ്ക് മോഡം റിസീവറിന്റെ ഇൻപുട്ടിൽ സിഗ്നൽ ശക്തി [11]

ചിത്രത്തിലെ നീല വക്രം. 3 എന്നത് എൻഎസ് റിസീവറിന്റെ ഇൻപുട്ടിലെ സിഗ്നൽ പവർ ആണ്, ചുവന്ന നേർരേഖ ഈ റിസീവറിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. X അക്ഷം കിലോമീറ്ററിൽ റേഞ്ച് കാണിക്കുന്നു, Y ആക്സിസ് പവർ dBm ൽ കാണിക്കുന്നു. ചുവപ്പിന് മുകളിൽ നീല വക്രം കിടക്കുന്ന ആ ശ്രേണി പോയിന്റുകളിൽ, UAV-യിൽ നിന്നുള്ള നേരിട്ടുള്ള വീഡിയോ സ്വീകരണം സാധ്യമാണ്, അല്ലാത്തപക്ഷം ആശയവിനിമയം ഉണ്ടാകില്ല. ആന്ദോളനം മൂലം ആശയവിനിമയം 35.5-35.9 കി.മീ പരിധിയിലും പിന്നീട് 55.3-58.6 കി.മീ പരിധിയിലും സംഭവിക്കുമെന്ന് ഗ്രാഫ് കാണിക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, അന്തിമ വിച്ഛേദനം കൂടുതൽ സംഭവിക്കും - 110.8 കിലോമീറ്റർ ഫ്ലൈറ്റിന് ശേഷം.

മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, നേരിട്ടുള്ള സിഗ്നലിന്റെ എൻഎസ് ആന്റിനയുടെയും ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുന്ന സിഗ്നലിന്റെയും സ്ഥാനത്ത് ആന്റിഫേസ് ചേർക്കുന്നത് മൂലമാണ് ഫീൽഡ് ശക്തിയിൽ കുറയുന്നത്. 2 നിബന്ധനകൾ പാലിക്കുന്നതിലൂടെ പരാജയങ്ങൾ കാരണം നിങ്ങൾക്ക് NS-ലെ ആശയവിനിമയം നഷ്ടപ്പെടുന്നത് ഒഴിവാക്കാം.

1. കുറഞ്ഞത് രണ്ട് റിസപ്ഷൻ ചാനലുകളെങ്കിലും (RX ഡൈവേഴ്‌സിറ്റി) ഉള്ള NS-ൽ ഒരു മോഡം ഉപയോഗിക്കുക, ഉദാഹരണത്തിന് 3D ലിങ്ക് [11].
2. സ്വീകരിക്കുന്ന ആന്റിനകൾ NS മാസ്റ്റിൽ സ്ഥാപിക്കുക വ്യത്യസ്ത ഉയരം.

സ്വീകരിക്കുന്ന ആന്റിനകളുടെ ഉയരങ്ങളുടെ അകലം ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കണം, അതിലൂടെ ഒരു ആന്റിനയുടെ സ്ഥാനത്ത് ഫീൽഡ് ശക്തിയിൽ കുറയുന്നത് മറ്റ് ആന്റിനയുടെ സ്ഥാനത്തുള്ള റിസീവറിന്റെ സെൻസിറ്റിവിറ്റിയേക്കാൾ ഉയർന്ന ലെവലിൽ നഷ്ടപരിഹാരം നൽകും. ചിത്രത്തിൽ. ഒരു എൻഎസ് ആന്റിന 4 മീറ്റർ ഉയരത്തിലും (നീല സോളിഡ് കർവ്) മറ്റൊന്ന് 5 മീറ്റർ ഉയരത്തിലും (നീല ഡോട്ടഡ് കർവ്) സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന സാഹചര്യത്തിൽ ഈ സമീപനത്തിന്റെ ഫലം ചിത്രം 4 കാണിക്കുന്നു.

അരി. 4. വ്യത്യസ്ത ഉയരങ്ങളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ആന്റിനകളിൽ നിന്നുള്ള രണ്ട് 3D ലിങ്ക് മോഡം റിസീവറുകളുടെ ഇൻപുട്ടുകളിൽ സിഗ്നൽ പവർ

ചിത്രത്തിൽ നിന്ന്. ഈ രീതിയുടെ ഫലപ്രാപ്തി ചിത്രം 4 വ്യക്തമായി കാണിക്കുന്നു. തീർച്ചയായും, UAV-യുടെ മുഴുവൻ ഫ്ലൈറ്റ് ദൂരത്തിലുടനീളം, 110.8 കിലോമീറ്റർ പരിധി വരെ, കുറഞ്ഞത് ഒരു NS റിസീവറിന്റെ ഇൻപുട്ടിലെ സിഗ്നൽ സെൻസിറ്റിവിറ്റി ലെവലിനെ കവിയുന്നു, അതായത്, ബോർഡിൽ നിന്നുള്ള വീഡിയോ മുഴുവൻ ഫ്ലൈറ്റിലുടനീളം തടസ്സപ്പെടില്ല. ദൂരം.

എന്നിരുന്നാലും, നിർദ്ദിഷ്ട രീതി UAV→NS റേഡിയോ ലിങ്കിന്റെ വിശ്വാസ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു, കാരണം വ്യത്യസ്ത ഉയരങ്ങളിൽ ആന്റിനകൾ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് NS-ൽ മാത്രമേ ലഭ്യമാകൂ. UAV-യിൽ 1 മീറ്റർ ആന്റിനകളുടെ ഉയരം വേർതിരിക്കുന്നത് ഉറപ്പാക്കാൻ സാധ്യമല്ല. NS→UAV റേഡിയോ ലിങ്കിന്റെ വിശ്വാസ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഇനിപ്പറയുന്ന സമീപനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം.

1. UAV-യിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ ശക്തമായ സിഗ്നൽ ലഭിക്കുന്ന ആന്റിനയിലേക്ക് NS ട്രാൻസ്മിറ്റർ സിഗ്നൽ നൽകുക.
2. അലമൂട്ടി കോഡ് പോലെയുള്ള സ്ഥല-സമയ കോഡുകൾ ഉപയോഗിക്കുക [12].
3. ഓരോ ആന്റിനയിലേക്കും അയച്ച സിഗ്നൽ പവർ നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള കഴിവുള്ള ആന്റിന ബീംഫോർമിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുക.

ഒരു യു‌എ‌വിയുമായുള്ള ആശയവിനിമയത്തിന്റെ പ്രശ്നത്തിൽ ആദ്യ രീതി ഒപ്റ്റിമലിന് അടുത്താണ്. ഇത് ലളിതമാണ്, അതിൽ എല്ലാ ട്രാൻസ്മിറ്റർ ഊർജ്ജവും ശരിയായ ദിശയിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു - ഒപ്റ്റിമൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ആന്റിനയിലേക്ക്. ഉദാഹരണത്തിന്, 50 കിലോമീറ്റർ പരിധിയിൽ (ചിത്രം 4 കാണുക), ട്രാൻസ്മിറ്റർ സിഗ്നൽ 5 മീറ്ററിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ഒരു ആന്റിനയിലേക്കും 60 കിലോമീറ്റർ പരിധിയിൽ - 4 മീറ്ററിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ആന്റിനയിലേക്കും നൽകുന്നു. 3D ലിങ്ക് മോഡത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതിയാണിത് [11]. രണ്ടാമത്തെ രീതി UAV→NS കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ചാനലിന്റെ (ആന്റിന ഔട്ട്‌പുട്ടുകളിൽ ലഭിച്ച സിഗ്നലുകളുടെ ലെവലുകൾ) അവസ്ഥയെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു പ്രിയോറി ഡാറ്റ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല, അതിനാൽ ഇത് ട്രാൻസ്മിറ്റർ എനർജിയെ രണ്ട് ആന്റിനകൾക്കിടയിൽ തുല്യമായി വിഭജിക്കുന്നു, ഇത് അനിവാര്യമായും energy ർജ്ജ നഷ്ടത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ആന്റിനകളുടെ ഒരു ദ്വാര ഫീൽഡ് ശക്തിയിലായിരിക്കാം. ആശയവിനിമയ നിലവാരത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ മൂന്നാമത്തെ രീതി ആദ്യത്തേതിന് തുല്യമാണ്, എന്നാൽ നടപ്പിലാക്കാൻ വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.

യു‌എ‌വിയുമായുള്ള ആശയവിനിമയ ശ്രേണിയിൽ റേഡിയോ തരംഗ ആവൃത്തിയുടെ സ്വാധീനത്തിന്റെ പ്രശ്നം നമുക്ക് കൂടുതൽ പരിഗണിക്കാം, അടിസ്ഥാന ഉപരിതലത്തിന്റെ സ്വാധീനം കണക്കിലെടുക്കുന്നു. ആവൃത്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് പ്രയോജനകരമാണെന്ന് മുകളിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു, കാരണം ആന്റിനകളുടെ നിശ്ചിത അളവുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് ആശയവിനിമയ ശ്രേണിയിലെ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ആശ്രിതത്വത്തിന്റെ ചോദ്യം ആവൃത്തി പരിഗണിച്ചില്ല. നിന്ന് (3) ആന്റിനകളുടെ നേട്ടങ്ങളുടെ അനുപാതം വിസ്തൃതിയിൽ തുല്യവും ആവൃത്തികളിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതുമാണ് и , തുല്യമാണ്
(6)

വേണ്ടി 2450 MHz; നമുക്ക് 915 MHz ലഭിക്കും 7.2 (8.5 ഡിബി). പ്രായോഗികമായി ഇത് ഏകദേശം സംഭവിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, വയർലെസ് ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഇനിപ്പറയുന്ന ആന്റിനകളുടെ പാരാമീറ്ററുകൾ താരതമ്യം ചെയ്യാം:

• WiBOX PA 0809-8V [13] (ആവൃത്തി: 0.83-0.96 GHz; ബീംവിഡ്ത്ത്: 70°/70°; നേട്ടം: 8 dBi);
• WiBOX PA 24-15 [14] (ആവൃത്തി: 2.3-2.5 GHz; ബീംവിഡ്ത്ത്: 30°/30°; നേട്ടം: 15 dBi).

ഈ ആന്റിനകളെ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നത് സൗകര്യപ്രദമാണ്, കാരണം അവ ഒരേ 27x27 സെന്റീമീറ്റർ ഭവനങ്ങളിൽ നിർമ്മിച്ചതാണ്, അതായത് അവയ്ക്ക് ഒരേ പ്രദേശമുണ്ട്. ആന്റിന നേട്ടം 15−8=7 dB വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക, ഇത് കണക്കാക്കിയ മൂല്യമായ 8.5 dB ന് അടുത്താണ്. 2.3–2.5 GHz (30°/30°) ശ്രേണിയിലുള്ള ആന്റിന പാറ്റേണിന്റെ വീതി 0.83–0.96 ശ്രേണിയിലുള്ള ആന്റിന പാറ്റേണിന്റെ വീതിയേക്കാൾ ഇരട്ടിയിലധികം ഇടുങ്ങിയതാണെന്ന് ആന്റിനകളുടെ സവിശേഷതകളിൽ നിന്ന് വ്യക്തമാണ്. GHz (70°/70°), അതായത് ഒരേ അളവുകളുള്ള ആന്റിനകളുടെ നേട്ടം യഥാർത്ഥത്തിൽ ദിശാസൂചന ഗുണങ്ങളുടെ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ കാരണം വർദ്ധിക്കുന്നു. ആശയവിനിമയ ലൈനിൽ 2 ആന്റിനകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുത കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, അനുപാതം 2∙ 8.5=17 dB ആയിരിക്കും. അങ്ങനെ, ഒരേ ആന്റിന അളവുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഒരു ആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു റേഡിയോ ലിങ്കിന്റെ ഊർജ്ജ ബജറ്റ് 2450 MHz ആവൃത്തിയിലുള്ള ലൈൻ ബജറ്റിനേക്കാൾ 17 dB കൂടുതലായിരിക്കും 915 MHz കണക്കുകൂട്ടലിൽ, യു‌എ‌വികൾ, ചട്ടം പോലെ, വിപ്പ് ആന്റിനകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുതയും ഞങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കുന്നു, അതിനായി കണക്കാക്കിയ എൻ‌എസ് പാനൽ ആന്റിനകളെപ്പോലെ അളവുകൾ നിർണായകമല്ല. അതിനാൽ, ഫ്രീക്വൻസികൾക്കായുള്ള UAV ആന്റിന നേട്ടങ്ങൾ ഞങ്ങൾ അംഗീകരിക്കുന്നു и തുല്യമായ. ആ. ലൈനുകളുടെ ഊർജ്ജ ബജറ്റിലെ വ്യത്യാസം 8.5 ഡിബി ആയിരിക്കും, 17 ഡിബി അല്ല. ഈ പ്രാരംഭ ഡാറ്റയ്‌ക്കായി നടത്തിയ കണക്കുകൂട്ടലിന്റെ ഫലങ്ങളും NS ആന്റിനയുടെ 5 മീറ്റർ ഉയരവും ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 5.

അരി. 5. 915, 2450 MHz ഫ്രീക്വൻസികളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന റേഡിയോ ലിങ്കുകൾക്കുള്ള റിസീവർ ഇൻപുട്ടിലെ സിഗ്നൽ പവർ

ചിത്രത്തിൽ നിന്ന്. 5 മെഗാഹെർട്സ് ആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു ലിങ്കിന് 96.3 മെഗാഹെർട്സ് ഫ്രീക്വൻസിയുള്ള റേഡിയോ ലിങ്കിന് 915 കിലോമീറ്ററിൽ നിന്ന് 110.8 കിലോമീറ്ററായി ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ഫ്രീക്വൻസിയിലും എൻഎസ് ആന്റിനയുടെ അതേ ഏരിയയിലും വർദ്ധനവ് ഉള്ള ആശയവിനിമയ ശ്രേണി 2450 വ്യക്തമായി കാണിക്കുന്നു. . എന്നിരുന്നാലും, 915 മെഗാഹെർട്‌സിലെ ലൈനിന് കുറഞ്ഞ ആന്ദോളന ആവൃത്തിയുണ്ട്. കുറഞ്ഞ ആന്ദോളനങ്ങൾ അർത്ഥമാക്കുന്നത് ഫീൽഡ് ശക്തിയിൽ കുറവ് കുറയുന്നു, അതായത്, മുഴുവൻ ഫ്ലൈറ്റ് ദൂരത്തിലും UAV-യുമായുള്ള ആശയവിനിമയം തടസ്സപ്പെടാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണ്. യു‌എ‌വികളുമായുള്ള കമാൻഡ്, ടെലിമെട്രി കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ലൈനുകൾക്കായുള്ള സബ്-ഗിഗാഹെർട്‌സ് റേഡിയോ തരംഗ ശ്രേണിയുടെ ജനപ്രീതി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഒരുപക്ഷേ ഈ വസ്തുതയാണ്. അതേ സമയം, ഫീൽഡ് ശക്തി ആന്ദോളനങ്ങളിൽ നിന്ന് പരിരക്ഷിക്കുന്നതിന് മുകളിൽ വിവരിച്ച പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു കൂട്ടം നടത്തുമ്പോൾ, ഗിഗാഹെർട്സ് ശ്രേണിയിലെ റേഡിയോ ലിങ്കുകൾ ആന്റിനകളുടെ ദിശാസൂചന ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ ഒരു വലിയ ആശയവിനിമയ ശ്രേണി നൽകുന്നു.

ചിത്രം പരിഗണിക്കുന്നതിൽ നിന്ന്. 5 ഷാഡോ സോണിൽ (128.8 കിലോമീറ്റർ മാർക്കിന് ശേഷം) ആശയവിനിമയ ലൈനിന്റെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തി കുറയ്ക്കുന്നത് അർത്ഥമാക്കുന്നുവെന്നും നമുക്ക് നിഗമനം ചെയ്യാം. തീർച്ചയായും, ഏകദേശം −120 dBm ഒരു ബിന്ദുവിൽ ആവൃത്തികൾക്കുള്ള പവർ കർവുകൾ и വിഭജിക്കുന്നു. ആ. −120 dBm-നേക്കാൾ മികച്ച സംവേദനക്ഷമതയുള്ള റിസീവറുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, 915 MHz ആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു റേഡിയോ ലിങ്ക് ദീർഘമായ ആശയവിനിമയ ശ്രേണി നൽകും. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആവശ്യമായ ലിങ്ക് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് കണക്കിലെടുക്കണം അത്തരം ഉയർന്ന സെൻസിറ്റിവിറ്റി മൂല്യത്തിന്, വിവര വേഗത വളരെ കുറവായിരിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, 3D ലിങ്ക് മോഡം [11] ഇത് −122 dBm വരെ സെൻസിറ്റിവിറ്റി നൽകുന്നുണ്ടെങ്കിലും, മൊത്തം (രണ്ട് ദിശകളിലും) വിവര കൈമാറ്റ നിരക്ക് 23 kbit/sec ആയിരിക്കും, തത്വത്തിൽ, UAV-യുമായുള്ള KTRL ആശയവിനിമയത്തിന് ഇത് മതിയാകും, എന്നാൽ അതിൽ നിന്ന് വീഡിയോ പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്നതിന് ഇത് പര്യാപ്തമല്ല. ബോർഡ്. അതിനാൽ, സബ്-ഗിഗാഹെർട്സ് ശ്രേണി, KTRL-നുള്ള ഗിഗാഹെർട്സ് ശ്രേണിയെക്കാൾ നേരിയ മുൻതൂക്കം ഉണ്ട്, എന്നാൽ വീഡിയോ ലൈനുകൾ സംഘടിപ്പിക്കുമ്പോൾ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ വ്യക്തമായി നഷ്ടപ്പെടുന്നു.

ഒരു റേഡിയോ ലിങ്ക് ഫ്രീക്വൻസി തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ, ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ പ്രചരിക്കുന്ന സിഗ്നലിന്റെ അറ്റന്യൂവേഷനും നിങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കണം. NS-UAV കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ലിങ്കുകൾക്ക്, വാതകങ്ങൾ, മഴ, ആലിപ്പഴം, മഞ്ഞ്, മൂടൽമഞ്ഞ്, മേഘങ്ങൾ എന്നിവ മൂലമാണ് അന്തരീക്ഷത്തിലെ ശോഷണം സംഭവിക്കുന്നത്. [2]. 6 ജിഗാഹെർട്‌സിൽ താഴെയുള്ള റേഡിയോ ലിങ്കുകളുടെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തികൾക്കായി, വാതകങ്ങളിലെ അറ്റന്യൂഷൻ അവഗണിക്കാം. [2]. മഴയിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന തീവ്രതയിൽ (മഴ) ഏറ്റവും ശക്തമായ ബലഹീനത നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. പട്ടിക 1 ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു [2] 3-6 GHz ആവൃത്തിയിൽ വ്യത്യസ്ത തീവ്രതയുള്ള മഴയിൽ ലീനിയർ അറ്റൻവേഷൻ [dB/km] വഴി.

പട്ടിക 1. ആവൃത്തി അനുസരിച്ച് വ്യത്യസ്ത തീവ്രതയുള്ള മഴയിൽ റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ ലീനിയർ അറ്റൻയുവേഷൻ

ആവൃത്തി [GHz] 3 മിമി/മണിക്കൂർ (ദുർബലമായ)
12 മിമി/മണിക്കൂർ (മിതമായ)
30 മിമി/മണിക്കൂർ (ശക്തമായ)
70 മില്ലിമീറ്റർ/മണിക്കൂർ (മഴ)

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

മേശയിൽ നിന്ന് 1 അത് പിന്തുടരുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, 3 GHz ആവൃത്തിയിൽ, ഒരു ഷവറിലെ ശോഷണം ഏകദേശം 0.0087 dB/km ആയിരിക്കും, ഇത് 100 km പാതയിൽ 0.87 dB മൊത്തം ശോഷണം നൽകും. റേഡിയോ ലിങ്കിന്റെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, മഴയിലെ അറ്റന്യൂഷൻ കുത്തനെ വർദ്ധിക്കുന്നു. 4 GHz ആവൃത്തിയിൽ, അതേ പാതയിലെ ഒരു ഷവറിലെ അറ്റൻവേഷൻ ഇതിനകം 9.1 dB ആയിരിക്കും, കൂടാതെ യഥാക്രമം 5, 6 GHz - 28, 57 dB ആവൃത്തികളിൽ. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഒരു നിശ്ചിത തീവ്രതയോടെയുള്ള മഴ മുഴുവൻ റൂട്ടിലും സംഭവിക്കുമെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് പ്രായോഗികമായി അപൂർവ്വമായി സംഭവിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന തീവ്രതയുള്ള മഴയുള്ള പ്രദേശങ്ങളിൽ UAV-കൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, 3 GHz-ൽ താഴെയുള്ള റേഡിയോ ലിങ്കിന്റെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തി തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.

സാഹിത്യം

1. സ്മോറോഡിനോവ് എ.എ. ആളില്ലാ വിമാനത്തിന് (UAV) ബ്രോഡ്‌ബാൻഡ് മോഡം എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം. ഹബ്ർ. 2019.
2. കലിനിൻ എ.ഐ., ചെറൻകോവ ഇ.എൽ. റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണവും റേഡിയോ ലിങ്കുകളുടെ പ്രവർത്തനവും. കണക്ഷൻ. മോസ്കോ. 1971.
3. മൈക്രോഹാർഡ്.
4. Pico ഡിജിറ്റൽ ഡാറ്റ ലിങ്ക് pDDL2450 സ്പെസിഫിക്കേഷൻ.
5. Picoradio OEM സ്പെസിഫിക്കേഷൻ.
6. എഞ്ചിനീയറിംഗ് ടെസ്റ്റ് റിപ്പോർട്ട്. Pico 2.4GHz 1W ഡിജിറ്റൽ ഡാറ്റ ലിങ്ക് മൊഡ്യൂൾ.
7. FCC ഐഡി.
8. സി.എ. ബാലാനിസ്. ആന്റിന സിദ്ധാന്തം. വിശകലനവും രൂപകൽപ്പനയും. നാലാം പതിപ്പ്. ജോൺ വൈലി ആൻഡ് സൺസ്. 2016.
9. ആന്റിന നേട്ടം. വിക്കിപീഡിയ ലേഖനം.
10. ബീംവിഡ്ത്ത്. വിക്കിപീഡിയ ലേഖനം.
11. ഡിജിറ്റൽ ഡ്യുപ്ലെക്സ് റേഡിയോ മോഡം 3D ലിങ്ക്.
12. എസ്.എം. അലമൂട്ടി. "വയർലെസ് ആശയവിനിമയത്തിനുള്ള ലളിതമായ ട്രാൻസ്മിറ്റ് ഡൈവേഴ്സിറ്റി ടെക്നിക്." ആശയവിനിമയത്തിലെ തിരഞ്ഞെടുത്ത മേഖലകളെക്കുറിച്ചുള്ള IEEE ജേണൽ. 16(8):1451–1458.
13. PTP ക്ലയന്റ് ആന്റിന WiBOX PA 0809-8V.
14. PTP ക്ലയന്റ് ആന്റിന WiBOX PA 24-15.

അവലംബം: www.habr.com