Hvordan øke kommunikasjonsrekkevidden med et ubemannet luftfartøy (UAV)

Oppgaven med å øke kommunikasjonsrekkevidden med et ubemannet luftfartøy (UAV) er fortsatt relevant. Denne artikkelen diskuterer metoder for å forbedre denne parameteren. Artikkelen er skrevet for UAV-utviklere og -operatører og er en fortsettelse av en serie artikler om kommunikasjon med UAV-er (for begynnelsen av serien, se [1].

Hva påvirker kommunikasjonsområdet

Kommunikasjonsrekkevidden avhenger av modemet som brukes, antenner, antennekabler, radiobølgeutbredelsesforhold, ekstern interferens og noen andre årsaker. For å bestemme graden av påvirkning av en bestemt parameter på kommunikasjonsområdet, bør du vurdere rekkeviddeligningen [2]
(1)

der
— nødvendig kommunikasjonsrekkevidde [metere];
— lysets hastighet i vakuum [m/sek];
— frekvens [Hz];
— modemsendereffekt [dBm];
— senderantenneforsterkning [dBi];
— tap i kabelen fra modemet til senderantennen [dB];
— mottakerantenneforsterkning [dBi];
— tap i kabelen fra modemet til mottakerantennen [dB];
— følsomheten til modemmottakeren [dBm];
— dempningsmultiplikator, som tar hensyn til ytterligere tap på grunn av påvirkningen fra jordoverflaten, vegetasjonen, atmosfæren og andre faktorer [dB].

Fra ligningen kan det sees at området bestemmes av:

• modemet som brukes;
• frekvensen til radiokanalen;
• antenner som brukes;
• tap i kabler;
• påvirkning på utbredelsen av radiobølger fra jordoverflaten, vegetasjon, atmosfære, bygninger mv.

Deretter vurderes parametrene som påvirker området separat.

Modem brukt

Kommunikasjonsrekkevidden avhenger bare av to parametere for modemet: sendereffekt og mottakerfølsomhet , eller rettere sagt, fra deres forskjell - energibudsjettet til modemet
(2)

For å øke kommunikasjonsområdet er det nødvendig å velge et modem med stor verdi . Øke i sin tur er det mulig ved å øke eller ved å redusere . Preferanse bør gis til å søke etter modemer med høy følsomhet ( så lavt som mulig), i stedet for å øke sendereffekten . Dette problemet diskuteres i detalj i den første artikkelen. [1].

I tillegg til materialer [1] Det er verdt å huske på at noen produsenter, for eksempel Microhard [3], angi i spesifikasjonene til enkelte enheter ikke gjennomsnittet, men toppeffekten til senderen, som er flere ganger større enn gjennomsnittet og som ikke kan brukes til å beregne rekkevidden, siden dette vil føre til at det beregnede området i stor grad overskrider den sanne verdi. Slike enheter inkluderer for eksempel den populære pDDL2450-modulen [4,5]. Dette faktum følger direkte av resultatene av testing av denne enheten utført for å oppnå FCC-sertifisering [6] (se side 58). Testresultater for FCC-sertifiserte trådløse enheter kan sees på FCC ID-nettstedet [7]ved å skrive inn riktig FCC-ID i søkefeltet, som skal stå på etiketten som angir type enhet. FCC-ID-en til pDDL2450-modulen er NS916pDDL2450.

Radiokanals frekvens

Fra rekkeviddeligningen (1) Det følger tydelig at jo lavere driftsfrekvens , jo større kommunikasjonsrekkevidde . Men la oss ikke forhaste oss med konklusjoner. Faktum er at andre parametere som inngår i ligningen også avhenger av frekvens. For eksempel antenneforsterkning и vil avhenge av frekvensen i tilfelle når de maksimale dimensjonene til antennene fikset, som er akkurat det som skjer i praksis. Antenneforsterkning , uttrykt i dimensjonsløse enheter (tider), kan uttrykkes i form av det fysiske området til antennen på følgende måte [8]
(3)

der — antenneåpningseffektivitet, dvs. forholdet mellom det effektive antennearealet og det fysiske (avhengig av antennedesignet) [8].

Av (3) Det er umiddelbart klart at for et fast antenneområde øker forsterkningen proporsjonalt med kvadratet på frekvensen. La oss erstatte (3) в (1), etter å ha skrevet om tidligere (1) bruk av dimensjonsløse enheter for antenneforsterkning , , kabeltap , og dempningsfaktor , og bruker også Watt for и i stedet for dBm. Deretter
(4)

hvor er koeffisienten er en konstant for faste antennedimensjoner. I denne situasjonen er således kommunikasjonsområdet direkte proporsjonalt med frekvensen, dvs. jo høyere frekvensen er, jo større rekkevidden. Utgang. Med faste dimensjoner på antennene fører økning av frekvensen til radiolinken til en økning i kommunikasjonsrekkevidden ved å forbedre retningsegenskapene til antennene. Man må imidlertid huske på at når frekvensen øker, øker også dempingen av radiobølger i atmosfæren, forårsaket av gasser, regn, hagl, snø, tåke og skyer. [2]. Med økende veilengde øker dessuten dempningen i atmosfæren. Av denne grunn, for hver veilengde og gjennomsnittlige værforhold på den, er det en viss maksimal verdi av bærefrekvensen, begrenset av det tillatte nivået av signaldempning i atmosfæren. La oss overlate den endelige løsningen på spørsmålet om påvirkningen av frekvensen til en radiokanal på kommunikasjonsområdet til seksjonen der påvirkningen av jordoverflaten og atmosfæren på forplantningen av radiobølger vil bli vurdert.

Antenner

Kommunikasjonsområdet bestemmes av en slik antenneparameter som forsterkningen (gevinst i engelsk terminologi), målt i dBi. Forsterkning er en viktig sammensatt parameter fordi den tar hensyn til: (1) antennens evne til å fokusere energien til senderen mot mottakeren sammenlignet med en isotrop emitter (isotropisk, derav indeksen i i dBi); (2) tap i selve antennen [8,9]. For å øke kommunikasjonsrekkevidden bør du velge antenner med høyest mulig forsterkningsverdi fra de som er egnet når det gjelder vekt- og størrelsesparametere og funksjonene til styresystemet. En antennes evne til å fokusere energi er ikke gitt gratis, men kun ved å øke dimensjonene (blenderåpningen) på antennen. For eksempel, jo større mottaksantennen er, jo større areal vil den kunne samle energi for å levere til mottakerinngangen, og jo mer energi, jo sterkere blir det mottatte signalet, dvs. kommunikasjonsrekkevidden øker. Derfor må du først bestemme deg for de maksimale antennedimensjonene som er tilstrekkelige for problemet som skal løses og begrense søkeområdet med denne parameteren, og deretter søke etter en spesifikk antennemodell, med fokus på maksimal forsterkning. Den andre viktige antenneparameteren for praksis er strålebredden [8,10], målt i vinkelgrader. Vanligvis er strålebredden definert som vinkelen mellom to romlige retninger fra midten av antennen der antenneforsterkningen reduseres med 3 dB fra maksimum for den antennen. Bredden på mønsteret i asimut og høyde kan variere sterkt. Denne parameteren er nært knyttet til dimensjonene til antennen i henhold til regelen: større dimensjoner - mindre strålebredde. Denne parameteren er ikke direkte inkludert i rekkeviddeligningen, men det er denne parameteren som bestemmer kravene til bakkestasjon (GS) antenneføringssystem på UAV, siden GS som regel bruker sterkt retningsbestemte antenner, i det minste i tilfeller der rekkevidden er maksimert kommunikasjon med UAV er en prioritet. Så lenge NS-sporingssystemet sikrer vinkelnøyaktigheten ved å peke antennen mot UAV-en lik halvparten av mønsterets bredde eller mindre, vil nivået på det mottatte/utsendte signalet ikke falle under 3 dB fra maksimum. Under ingen omstendigheter skal halve strålebredden til den valgte antennen være mindre enn vinkelfeilen til NS-antennepekesystemet i asimut eller høyde.

Kabler

For å maksimere kommunikasjonsrekkevidden må du bruke kabler med lavest mulig lineær demping (kabeldempning eller kabeltap) på jobber frekvensen til NS-UAV-radiolinken. Den lineære dempningen i en kabel er definert som forholdet mellom signalet ved utgangen av et 1 m kabelsegment (i det metriske systemet) og signalet ved inngangen til et kabelsegment, uttrykt i dB. Kabeltap inkludert i rekkeviddeligningen (1), bestemmes ved å multiplisere den lineære dempningen med kabellengden. For å oppnå størst mulig kommunikasjonsrekkevidde må du derfor bruke kabler med lavest mulig lineær demping og minimere lengden på disse kablene. På NS skal det monteres modemenheter direkte på masten ved siden av antennene. I UAV-kroppen skal modemet være plassert så nært antennene som mulig. Det er også verdt å sjekke impedansen til den valgte kabelen. Denne parameteren måles i ohm og er vanligvis lik 50 eller 75 ohm. Impedansen til kabelen, antennekontakten til modemet og kontakten på selve antennen må være like.

Påvirkning av jordoverflaten

I dette avsnittet skal vi se på forplantningen av radiobølger over en slette eller havoverflate. Denne situasjonen oppstår ofte i praksisen med å bruke UAV-er. UAV-overvåking av rørledninger, kraftledninger, landbruksavlinger, mange militære og spesielle operasjoner - alt dette er godt beskrevet av denne modellen. Menneskelig erfaring maler oss et bilde der kommunikasjon mellom objekter er mulig hvis de er i feltet med direkte optisk synlighet av hverandre, ellers er kommunikasjon umulig. Radiobølger hører imidlertid ikke til det optiske området, så situasjonen med dem er noe annerledes. I denne forbindelse er det nyttig for UAV-utvikleren og -operatøren å huske følgende to fakta.

1. Kommunikasjon i radiorekkevidden er mulig selv i fravær av direkte synlighet mellom NS og UAV.
2. Påvirkningen fra den underliggende overflaten på kommunikasjonen med UAV vil merkes selv når det ikke er noen objekter på den optiske NS-UAV-linjen.

For å forstå spesifikasjonene til radiobølgeutbredelse nær jordoverflaten, er det nyttig å gjøre deg kjent med konseptet med et betydelig område med radiobølgeutbredelse [2]. I fravær av noen objekter i en betydelig sone med radiobølgeutbredelse, kan rekkeviddeberegninger utføres ved å bruke formler for ledig plass, dvs. в (1) kan tas lik 0. Hvis det er objekter i den essensielle sonen, kan dette ikke gjøres. I fig. 1 ved punkt A er det en punktsender plassert i en høyde over jordens overflate, som sender ut elektromagnetisk energi i alle retninger med lik intensitet. Ved punkt B i høyden det er en mottaker for å måle feltintensiteten. I denne modellen er det essensielle området for radiobølgeutbredelse en ellipsoide med foci i punktene A og B.

Ris. 1. Betydelig område med radiobølgeutbredelse

Radiusen til ellipsoiden i dens "tykkeste" del bestemmes av uttrykket [2]
(5)

Av (5) det er klart det avhenger av frekvens omvendt proporsjonal, jo mindre , jo "tykkere" ellipsoiden ( i fig. 1). I tillegg øker "tykkelsen" på ellipsoiden med økende avstand mellom kommunikasjonsobjekter. For radiobølger kan ha en ganske imponerende verdi, så når 10 km, Vi får 2.45 GHz 50÷60 m.

La oss nå vurdere det ugjennomsiktige objektet avbildet av den grå trekanten i fig. 1. Det vil påvirke forplantningen av radiobølger med en frekvens , fordi den ligger i en betydelig forplantningssone og vil praktisk talt ikke ha noen effekt på forplantningen av radiobølger med en frekvens . For radiobølger i det optiske området (lys), verdien er liten, så påvirkningen av jordoverflaten på lysets utbredelse merkes ikke i praksis. Med tanke på at jordens overflate er en kule, er det lett å forstå det med økende avstand , vil den underliggende overflaten i økende grad bevege seg inn i den betydelige forplantningssonen, og dermed blokkere strømmen av energi fra punkt A til punkt B - slutten av historien, kommunikasjonen med UAV blir avbrutt. Andre objekter på traseen, som ujevnt terreng, bygninger, skog etc., vil tilsvarende påvirke kommunikasjonen.

La oss nå se på fig. 2 der et ugjennomsiktig objekt fullstendig dekker et betydelig område for forplantning av en radiobølge med en frekvens , noe som gjør kommunikasjon på denne frekvensen umulig. Samtidig kommunikasjon på frekvensen er også mulig fordi en del av energien "hopper" over den ugjennomsiktige gjenstanden. Jo lavere frekvensen er, jo lenger utenfor den optiske horisonten kan radiobølgen forplante seg, og opprettholde stabil kommunikasjon med UAV.

Ris. 2. Dekker et betydelig område med radiobølgeutbredelse

Graden av påvirkning av jordoverflaten på kommunikasjon avhenger også av høyden på antennene и . Jo større høyden på antennene er, desto større avstand kan punktene A og B flyttes fra hverandre uten å la gjenstander eller den underliggende overflaten falle inn i et betydelig område.

Når objektet eller den underliggende overflaten beveger seg inn i et betydelig område, vil feltstyrken ved punkt B svinge [2], dvs. den vil enten være større eller mindre enn den gjennomsnittlige feltstyrken. Dette skjer på grunn av refleksjon av energi fra objektet. Den reflekterte energien kan legges til ved punkt B med hovedenergien i fase - da oppstår en økning i feltstyrken, eller i motfase - da oppstår en nedgang (og ganske dyp) i feltstyrken. Det er viktig å huske denne effekten for å forstå detaljene ved kommunikasjon med UAV-er. Tap av kommunikasjon med UAV i en viss rekkevidde kan være forårsaket av en lokal reduksjon i feltstyrke på grunn av svingninger, det vil si at hvis du flyr noe lengre avstand, kan forbindelsen gjenopprettes. Det endelige tapet av kommunikasjon vil skje først etter at et betydelig område er fullstendig blokkert av gjenstander eller den underliggende overflaten. Deretter vil det bli foreslått metoder for å bekjempe konsekvensene av feltstyrkesvingninger.

Formler for beregning av dempningsfaktoren Når radiobølger forplanter seg over jordens glatte overflate, er de ganske komplekse, spesielt for avstander , overskrider området til den optiske horisonten [2]. Derfor, i videre vurdering av problemet, vil vi ty til matematisk modellering ved å bruke forfatterens sett med dataprogrammer. La oss vurdere en typisk oppgave med å overføre video fra en UAV til en NS ved hjelp av et 3D Link-modem [11] fra Geoscan-selskapet. De første dataene er som følger.

1. Monteringshøyde på NS-antenne: 5 m.
2. UAV flyhøyde: 1000 m.
3. Radiolinkfrekvens: 2.45 GHz.
4. NS-antenneforsterkning: 17 dB.
5. UAV-antenneforsterkning: 3 dB.
6. Sendereffekt: +25 dBm (300 mW).
7. Videokanalhastighet: 4 Mbit/sek.
8. Mottakerfølsomhet i videokanalen: −100.4 dBm (for frekvensbåndet okkupert av et 12 MHz-signal).
9. Underlag: tørr jord.
10. Polarisering: vertikal.

Sikkerhetsavstanden for disse første dataene vil være 128.8 km. Beregningsresultatene i form av signaleffekt ved inngangen til modemmottakeren i dBm er presentert i fig. 3.

Ris. 3. Signalstyrke ved inngangen til 3D Link-modemmottakeren [11]

Den blå kurven i fig. 3 er signaleffekten ved inngangen til NS-mottakeren, den røde rette linjen indikerer følsomheten til denne mottakeren. X-aksen viser rekkevidden i km, og Y-aksen viser kraften i dBm. På de avstandspunktene der den blå kurven ligger over den røde, er direkte videomottak fra UAV mulig, ellers vil det ikke være noen kommunikasjon. Grafen viser at på grunn av svingninger vil kommunikasjonstap oppstå i området 35.5–35.9 km og videre i området 55.3–58.6 km. I dette tilfellet vil den endelige frakoblingen skje mye lenger - etter 110.8 km flytur.

Som nevnt ovenfor oppstår fall i feltstyrke på grunn av tillegg i antifase ved plasseringen av NS-antennen til det direkte signalet og signalet som reflekteres fra jordoverflaten. Du kan bli kvitt kommunikasjonstapet på NS på grunn av feil ved å oppfylle 2 betingelser.

1. Bruk et modem på NS med minst to mottakskanaler (RX diversity), for eksempel 3D Link [11].
2. Plasser mottaksantennene på NS-masten på annerledes høyde.

Avstanden mellom høydene til mottakerantennene må gjøres slik at fall i feltstyrken ved plasseringen av den ene antennen kompenseres med nivåer høyere enn mottakerens følsomhet ved plasseringen av den andre antennen. I fig. Figur 4 viser resultatet av denne tilnærmingen for tilfellet hvor den ene NS-antennen er plassert i en høyde på 5 m (blå helkurve), og den andre i en høyde på 4 m (blå stiplet kurve).

Ris. 4. Signaleffekt ved inngangene til to 3D Link-modemmottakere fra antenner plassert i forskjellige høyder

Fra fig. Figur 4 viser tydelig fruktbarheten til denne metoden. Faktisk, gjennom hele flyavstanden til UAV, opp til en rekkevidde på 110.8 km, overskrider signalet ved inngangen til minst én NS-mottaker følsomhetsnivået, det vil si at videoen fra brettet ikke vil bli avbrutt gjennom hele flyturen avstand.

Den foreslåtte metoden bidrar imidlertid til å øke påliteligheten til kun UAV→NS-radiolinken, siden muligheten til å installere antenner i forskjellige høyder kun er tilgjengelig på NS. Det er ikke mulig å sikre en høydeseparasjon av antenner på 1 m på en UAV. For å øke påliteligheten til NS→UAV-radiolinken, kan følgende tilnærminger brukes.

1. Mat NS-sendersignalet til antennen som mottar et kraftigere signal fra UAV.
2. Bruk rom-tid-koder, for eksempel Alamouti-koden [12].
3. Bruk antennestråleformende teknologi med muligheten til å kontrollere signaleffekten som sendes til hver antenne.

Den første metoden er nær optimal i problemet med kommunikasjon med en UAV. Det er enkelt og i den blir all senderenergi rettet i riktig retning - til en optimalt plassert antenne. For eksempel, ved en rekkevidde på 50 km (se fig. 4), mates sendersignalet til en antenne som er suspendert på 5 meter, og med en rekkevidde på 60 km - til en antenne som er suspendert på 4 meter. Dette er metoden som brukes i 3D Link-modemet [11]. Den andre metoden bruker ikke a priori data om tilstanden til UAV→NS kommunikasjonskanalen (nivåer av mottatte signaler ved antenneutgangene), så den deler senderenergien likt mellom to antenner, noe som uunngåelig fører til energitap, siden en av antennene kan være i en hullfeltstyrke. Den tredje metoden tilsvarer den første når det gjelder kommunikasjonskvalitet, men er mye vanskeligere å implementere.

La oss videre vurdere spørsmålet om påvirkning av radiobølgefrekvens på kommunikasjonsrekkevidden med UAV, under hensyntagen til påvirkningen fra den underliggende overflaten. Det ble vist ovenfor at det er fordelaktig å øke frekvensen, fordi med faste dimensjoner på antennene fører dette til en økning i kommunikasjonsområdet. Men spørsmålet om avhengighet frekvens ble ikke vurdert. Fra (3) det følger at forholdet mellom forsterkningen av antenner er lik i areal og designet for å operere ved frekvenser и , er lik
(6)

For 2450 MHz; Vi får 915 MHz 7.2 (8.5 dB). Dette er omtrent det som skjer i praksis. La oss sammenligne for eksempel parametrene til følgende antenner fra Wireless Instruments:

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

Det er praktisk å sammenligne disse antennene, fordi de er laget i de samme 27x27 cm husene, det vil si at de har samme areal. Merk at antenneforsterkningen avviker med 15−8=7 dB, som er nær den beregnede verdien på 8.5 dB. Fra egenskapene til antennene er det også klart at bredden på antennemønsteret for området 2.3–2.5 GHz (30°/30°) er mer enn dobbelt så smal som bredden på antennemønsteret for området 0.83–0.96 GHz (70°/70°), det vil si at forsterkningen til antenner med samme dimensjoner øker faktisk på grunn av forbedringen av retningsegenskapene. Tatt i betraktning det faktum at 2 antenner brukes i kommunikasjonslinjen, forholdet vil være 2∙8.5=17 dB. Dermed, med de samme antennedimensjonene, energibudsjettet til en radiolink med en frekvens 2450 MHz vil være 17 dB mer enn linjebudsjettet med frekvens 915 MHz. I beregningen tar vi også hensyn til at UAV-er som regel bruker piskeantenner der dimensjonene ikke er like kritiske som for de betraktede NS-panelantennene. Derfor aksepterer vi UAV-antenneforsterkningene for frekvenser и lik. De. forskjellen i energibudsjettene til linjene vil være 8.5 dB, ikke 17 dB. Resultatene av beregningen utført for disse innledende dataene og 5 m høyden til NS-antennen er vist i fig. 5.

Ris. 5. Signaleffekt ved mottakerinngangen for radiolinker som opererer på frekvensene 915 og 2450 MHz

Fra fig. 5 viser tydelig at kommunikasjonsrekkevidden med en økning i driftsfrekvensen og samme område av NS-antennen øker fra 96.3 km for en radioforbindelse med en frekvens på 915 MHz til 110.8 km for en forbindelse med en frekvens på 2450 MHz . Linjen på 915 MHz har imidlertid en lavere oscillasjonsfrekvens. Færre oscillasjoner betyr færre fall i feltstyrke, dvs. mindre sannsynlighet for å avbryte kommunikasjonen med UAV over hele flydistansen. Kanskje er det dette faktum som bestemmer populariteten til sub-gigahertz radiobølgeområdet for kommando- og telemetrikommunikasjonslinjer med UAV-er som de mest pålitelige. På samme tid, når du utfører settet med handlinger beskrevet ovenfor for å beskytte mot feltstyrkesvingninger, gir radiolinker i gigahertz-området et større kommunikasjonsrekkevidde ved å forbedre retningsegenskapene til antenner.

Fra betraktning av fig. 5 kan vi også konkludere med at i skyggesonen (etter 128.8 km-merket) er det fornuftig å senke driftsfrekvensen til kommunikasjonslinjen. Faktisk, ved et punkt på omtrent −120 dBm, kurver effektkurvene for frekvenser и krysse. De. Ved bruk av mottakere med en følsomhet bedre enn −120 dBm vil en radiolink med en frekvens på 915 MHz gi lengre kommunikasjonsrekkevidde. I dette tilfellet må imidlertid den nødvendige koblingsbåndbredden tas i betraktning, siden for en så høy sensitivitetsverdi vil informasjonshastigheten være svært lav. For eksempel 3D Link-modem [11] Selv om den gir følsomhet opp til −122 dBm, vil den samlede (i begge retninger) informasjonsoverføringshastigheten være 23 kbit/sek., som i prinsippet er tilstrekkelig for KTRL-kommunikasjon med en UAV, men tydeligvis ikke nok til å overføre video fra på. borde. Dermed har sub-gigahertz-området faktisk en liten fordel i forhold til gigahertz-området for KTRL, men taper tydeligvis i egenskaper når du organiserer videolinjer.

Når du velger en radiolinkfrekvens, må du også ta hensyn til dempningen av signalet når det forplanter seg gjennom jordens atmosfære. For NS-UAV kommunikasjonsforbindelser er dempning i atmosfæren forårsaket av gasser, regn, hagl, snø, tåke og skyer [2]. For driftsfrekvenser for radioforbindelser mindre enn 6 GHz, kan dempning i gasser neglisjeres [2]. Den mest alvorlige svekkelsen er observert i regn, spesielt med høy intensitet (byger). Tabell 1 viser dataene [2] ved lineær dempning [dB/km] i regn med ulik intensitet for frekvenser 3–6 GHz.

Tabell 1. Lineær dempning av radiobølger [dB/km] i regn med ulik intensitet avhengig av frekvens

Frekvens [GHz]
3 mm/time (svak)
12 mm/time (moderat)
30 mm/time (sterk)
70 mm/time (regn)

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

Fra bordet 1 følger det at for eksempel ved en frekvens på 3 GHz vil dempningen i en dusj være ca. 0.0087 dB/km, som på en 100 km bane vil gi 0.87 dB total demping. Ettersom driftsfrekvensen til radioforbindelsen øker, øker dempingen i regn kraftig. For en frekvens på 4 GHz vil dempningen i en dusj på samme bane allerede være 9.1 dB, og ved frekvenser på 5 og 6 GHz - henholdsvis 28 og 57 dB. I dette tilfellet antas det imidlertid at det kommer regn med en gitt intensitet langs hele ruten, noe som sjelden skjer i praksis. Men når du bruker UAV-er i områder der det ofte regner med høy intensitet, anbefales det å velge en driftsfrekvens for radiolinken under 3 GHz.

Litteratur

1. Smorodinov A.A. Hvordan velge et bredbåndsmodem for et ubemannet luftfartøy (UAV). Habr. 2019.
2. Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Forplantning av radiobølger og drift av radiolinker. Forbindelse. Moskva. 1971.
3. Microhard.
4. Pico Digital Data Link pDDL2450-spesifikasjon.
5. Picoradio OEM-spesifikasjon.
6. Teknisk testrapport. Pico 2.4 GHz 1W digital datakoblingsmodul.
7. FCC ID.
8. C.A. Balanis. Antenneteori. Analyse og design. Fjerde utgave. John Wiley og sønner. 2016.
9. Antenneforsterkning. Wikipedia-artikkel.
10. strålebredde. Wikipedia-artikkel.
11. Digitalt dupleks radiomodem 3D Link.
12. S.M. Alamouti. "En enkel overføringsmangfoldsteknikk for trådløs kommunikasjon." IEEE Journal om utvalgte områder i kommunikasjon. 16(8):1451–1458.
13. PTP-klientantenne WiBOX PA 0809-8V.
14. PTP-klientantenne WiBOX PA 24-15.

Kilde: www.habr.com