Ntchito yokulitsa njira yolumikizirana ndi ndege yosayendetsedwa ndi ndege (UAV) idakali yofunika. Nkhaniyi ikufotokoza njira zokongoletsera parameter iyi. Nkhaniyi inalembedwa kwa opanga ma UAV ndi ogwira ntchito ndipo ndikupitiriza mndandanda wa nkhani zokhudzana ndi kuyankhulana ndi ma UAV (koyambirira kwa mndandanda, onani
Zomwe zimakhudza kuchuluka kwa kulumikizana
Mitundu yolumikizirana imadalira modemu yogwiritsidwa ntchito, tinyanga, zingwe za mlongoti, mikhalidwe yofalitsa mafunde a wailesi, kusokoneza kwakunja ndi zifukwa zina. Kuti mudziwe kuchuluka kwa chikoka cha gawo linalake la kulumikizana, lingalirani zamitundu yosiyanasiyana
kumene
- zosiyanasiyana zoyankhulirana [mamita];
- liwiro la kuwala mu vacuum [m/sec];
- pafupipafupi [Hz];
- mphamvu yotumizira modemu [dBm];
- kuchulukitsa kwa antenna [dBi];
- zotayika mu chingwe kuchokera ku modemu kupita ku transmitter mlongoti [dB];
- kupindula kwa mlongoti wolandila [dBi];
- zotayika mu chingwe kuchokera ku modemu kupita ku mlongoti wolandila [dB];
- kukhudzika kwa wolandila modem [dBm];
- attenuation multiplier, poganizira zotayika zina chifukwa cha chikoka cha padziko lapansi, zomera, mlengalenga ndi zinthu zina [dB].
Kuchokera ku equation zitha kuwoneka kuti mtunduwo umatsimikiziridwa ndi:
- modem yogwiritsidwa ntchito;
- pafupipafupi njira ya wailesi;
- tinyanga ntchito;
- kutayika mu zingwe;
- kukhudza kufalikira kwa mafunde a wailesi kuchokera padziko lapansi, zomera, mlengalenga, nyumba, ndi zina zotero.
Pambuyo pake, magawo omwe amathandizira mtunduwu amaganiziridwa mosiyana.
Modem yogwiritsidwa ntchito
Kulumikizana kosiyanasiyana kumadalira magawo awiri okha a modemu: mphamvu yotumizira ndi wolandila sensitivity , kapena kani, kuchokera ku kusiyana kwawo - bajeti ya mphamvu ya modem
Kuti muwonjezere kulumikizana kwamtundu, ndikofunikira kusankha modemu yokhala ndi mtengo waukulu . Wonjezani nayenso, zimatheka ndi kuwonjezeka kapena pochepetsa . Zokonda ziyenera kuperekedwa pakufufuza ma modemu okhala ndi chidwi kwambiri ( otsika momwe ndingathere), m'malo mowonjezera mphamvu ya transmitter . Nkhaniyi yafotokozedwa mwatsatanetsatane m'nkhani yoyamba.
Kuwonjezera zipangizo
Mafupipafupi a wailesi
Kuchokera ku ma equation osiyanasiyana
kumene - kabowo kakang'ono ka mlongoti, mwachitsanzo, chiŵerengero cha dera logwira ntchito la mlongoti ndi thupi (kutengera kapangidwe ka mlongoti)
Kuchokera
kuti coefficient ndi yokhazikika ya milingo yokhazikika ya mlongoti. Choncho, muzochitika izi, njira yolankhulirana imagwirizana mwachindunji ndi mafupipafupi, mwachitsanzo, maulendo apamwamba kwambiri, ochuluka kwambiri. Kutsiliza. Ndi miyeso yosasunthika ya tinyanga, kuwonjezereka kwafupipafupi kwa ulalo wa wailesi kumabweretsa kuchulukira kwa njira yolumikizirana powongolera mawonekedwe a tinyanga. Komabe, ziyenera kukumbukiridwa kuti pamene mafupipafupi akuwonjezeka, momwemonso kuchepetsedwa kwa mafunde a wailesi mumlengalenga, chifukwa cha mpweya, mvula, matalala, matalala, chifunga ndi mitambo.
Antennas
Mitundu yolumikizirana imatsimikiziridwa ndi gawo la antenna monga phindu (gain in English terminology), kuyezedwa mu dBi. Kupindula ndi gawo lofunikira lophatikizika chifukwa limaganizira: (1) kuthekera kwa mlongoti kuyang'ana mphamvu ya transmitter kwa wolandila poyerekeza ndi isotropic emitter (isotropic, motero index i mu dBi); (2) kutayika mu mlongoti wokha [
Makabati
Kuti muchulukitse njira yolumikizirana, muyenera kugwiritsa ntchito zingwe zotsika kwambiri (zochepetsa chingwe kapena kutayika kwa chingwe) pa. ntchito pafupipafupi ulalo wa wailesi ya NS-UAV. Kuwongolera kwa mzere mu chingwe kumatanthauzidwa ngati chiŵerengero cha chizindikiro pa kutuluka kwa gawo la chingwe cha 1 m (mu dongosolo la metric) ndi chizindikiro pakulowetsa gawo la chingwe, chofotokozedwa mu dB. Kutayika kwa chingwe kuphatikizidwa mu equation yamitundu
Zotsatira za Padziko Lapansi
Mu gawoli tiwona momwe mafunde a wailesi amafalikira pamtunda kapena panyanja. Izi zimachitika nthawi zambiri pogwiritsa ntchito ma UAV. Kuwunika kwa UAV kwa mapaipi, mizere yamagetsi, mbewu zaulimi, ntchito zambiri zankhondo ndi zapadera - zonsezi zikufotokozedwa bwino ndi chitsanzo ichi. Zochitika zaumunthu zimatipatsa chithunzi chomwe kuyankhulana pakati pa zinthu ndi kotheka ngati zili m'munda wa maonekedwe owoneka bwino a wina ndi mzake, mwinamwake kulankhulana sikutheka. Komabe, mafunde a wailesi sakhala amtundu wa kuwala, kotero kuti zinthu zili nawo ndi zosiyana. Pachifukwa ichi, ndizothandiza kwa wopanga UAV ndi wogwiritsa ntchito kukumbukira mfundo ziwiri zotsatirazi.
1. Kulankhulana mumayendedwe a wailesi ndikotheka ngakhale ngati palibe kuwonekera mwachindunji pakati pa NS ndi UAV.
2. Chikoka chapansi pa kuyankhulana ndi UAV chidzamveka ngakhale palibe zinthu pa mzere wa kuwala wa NS-UAV.
Kuti mumvetsetse zenizeni za kufalikira kwa mafunde a wailesi pafupi ndi dziko lapansi, ndikofunikira kuti mudziwe bwino lomwe lingaliro la gawo lalikulu la kufalikira kwa wailesi.
Mpunga. 1. Malo ofunikira pakufalitsa mafunde a wailesi
Utali wa ellipsoid mu gawo lake "lokhuthala" limatsimikiziridwa ndi mawuwo
Kuchokera
Tiyeni tsopano tiganizire za chinthu chosawoneka bwino chowonetsedwa ndi katatu kotuwa mumkuyu. 1. Idzakhudza kufalikira kwa mafunde a wailesi pafupipafupi , chifukwa ili m'dera lalikulu lofalitsidwa ndipo sichidzakhudza kufalikira kwa mafunde a wailesi ndi pafupipafupi. . Kwa mafunde a wailesi mumtundu wa kuwala (kuwala), mtengo ndi yaying'ono, kotero chikoka cha padziko lapansi pa kufalitsa kwa kuwala sikumveka muzochita. Poganizira kuti dziko lapansi ndi lozungulira, n'zosavuta kumvetsa kuti ndi mtunda wowonjezereka , malo omwe ali pansi adzasunthira mowonjezereka kumalo ofunika kwambiri ofalitsa, motero kulepheretsa kuyenda kwa mphamvu kuchokera ku mfundo A kupita kumalo B - kumapeto kwa nkhani, kulankhulana ndi UAV kumasokonekera. Zinthu zina panjira, monga malo osagwirizana, nyumba, nkhalango, ndi zina zotero, zidzakhudzanso mauthenga.
Tiyeni tsopano tione mkuyu. 2 momwe chinthu chosawoneka bwino chimakwirira gawo lalikulu la kufalikira kwa mafunde a wailesi ndi ma frequency , kupangitsa kuti kulankhulana pazifukwa izi kukhala kosatheka. Pa nthawi yomweyo, kulankhulana pafupipafupi zimathekanso chifukwa mbali ina ya mphamvu "idumpha" pamwamba pa chinthu chosawoneka bwino. Kutsika kwafupipafupi, kupitirira kupitirira kuwala kwa kuwala kwa wailesi kumatha kufalikira, kusunga kulankhulana kokhazikika ndi UAV.
Mpunga. 2. Kuphimba gawo lalikulu la kufalikira kwa mawayilesi
Kuchuluka kwa chikoka cha padziko lapansi pazidziwitso kumatengeranso kutalika kwa tinyanga и . Kukula kwa tinyanga, ndipamenenso mtunda woloza A ndi B ukhoza kusunthidwa popanda kulola kuti zinthu kapena pansi kugwere pamalo ofunikira.
Pamene chinthu kapena pansi chikupita kumalo ofunikira, mphamvu yamunda pa mfundo B idzazungulira
Ma formula owerengera attenuation factor Pofalitsa mafunde a wailesi pamtunda wosalala wa Dziko Lapansi, amakhala ovuta kwambiri, makamaka patali , kupyola mulingo wa mawonekedwe a kuwala
1. Kukwera kwa mlongoti wa NS: 5 m.
2. Kutalika kwa ndege ya UAV: 1000 m.
3. Mafupipafupi a wailesi: 2.45 GHz.
4. Kupindula kwa mlongoti wa NS: 17 dB.
5. Kupindula kwa mlongoti wa UAV: 3 dB.
6. Mphamvu yotumizira: +25 dBm (300 mW).
7. Kuthamanga kwa kanema wa kanema: 4 Mbit / sec.
8. Chidziwitso cha Receiver mu kanema wa kanema: -100.4 dBm (kwa bandi yafupipafupi yomwe imakhala ndi chizindikiro cha 12 MHz).
9. Gawo lapansi: nthaka youma.
10. Polarization: ofukula.
Mtunda wa mzere wowonekera kwa deta yoyambayi udzakhala 128.8 km. Kuwerengera kumabweretsa mawonekedwe amphamvu ya siginecha pakulowetsa kwa wolandila modem mu dBm akuwonetsedwa mkuyu. 3.
Mpunga. 3. Mphamvu ya siginecha pakulowetsa kwa 3D Link modem receiver
Mzere wa buluu mumkuyu. 3 ndi mphamvu ya siginecha pakulowetsa kwa wolandila NS, mzere wofiyira wowongoka ukuwonetsa kukhudzika kwa wolandila uyu. X axis ikuwonetsa kutalika kwa km, ndipo Y axis ikuwonetsa mphamvu mu dBm. Pamalo osiyanasiyana pomwe phiri la buluu lili pamwamba pa lofiira, kulandira mavidiyo mwachindunji kuchokera ku UAV ndikotheka, apo ayi sipadzakhala kulankhulana. Grafu ikuwonetsa kuti chifukwa cha kugwedezeka, kutayika kwa kuyankhulana kudzachitika pamtunda wa 35.5-35.9 km ndi kupitirira kwa 55.3-58.6 km. Pankhaniyi, kulumikizidwa komaliza kudzachitika motalikirapo - pambuyo pa 110.8 Km.
Monga tafotokozera pamwambapa, kuviika mu mphamvu yam'munda kumayamba chifukwa cha kuwonjezereka kwa antiphase pamalo a NS mlongoti wa chizindikiro cholunjika ndi chizindikiro chowonekera kuchokera padziko lapansi. Mutha kuchotsa kutayika kwa kulumikizana pa NS chifukwa cha zolephera pokwaniritsa zinthu ziwiri.
1. Gwiritsani ntchito modemu pa NS yokhala ndi njira zosachepera ziwiri zolandirira (RX zosiyanasiyana), mwachitsanzo 3D Link
2. Ikani tinyanga zolandira pa NS mast zosiyana kutalika.
Kutalikirana kwa utali wa tinyanga zolandirira kuyenera kupangidwa kuti kuviika mu mphamvu yakumunda komwe kuli mlongoti umodzi kulipiridwa ndi milingo yayikulu kuposa kukhudzika kwa wolandila pomwe pali mlongoti wina. Mku. Chithunzi 4 chikuwonetsa zotsatira za njira iyi pomwe mlongoti wina wa NS uli pamtunda wa 5 m (mapindikira olimba a buluu), ndi winayo kutalika kwa 4 m (mapindikira abuluu).
Mpunga. 4. Mphamvu ya siginecha pa zolowetsa za zolandila ziwiri za 3D Link modemu kuchokera ku tinyanga topezeka mosiyanasiyana.
Kuchokera mku. Chithunzi 4 chikuwonetsa bwino phindu la njirayi. Zowonadi, pamtunda wonse wa UAV, mpaka mtunda wa 110.8 km, chizindikiro pakulowetsa kwa wolandila osachepera m'modzi wa NS amapitilira mulingo wakumva, i.e., kanema kuchokera pa bolodi sidzasokonezedwa paulendo wonsewo. mtunda.
Njira yomwe ikuperekedwayi, komabe, imathandizira kukulitsa kudalirika kwa ulalo wawayilesi wa UAV→ NS kokha, popeza kuthekera koyika tinyanga pamtunda wosiyanasiyana kumangopezeka pa NS. Sizingatheke kutsimikizira kutalika kwa tinyanga ta 1 m pa UAV. Kuti muwonjezere kudalirika kwa NS→UAV ulalo wa wailesi, njira zotsatirazi zitha kugwiritsidwa ntchito.
1. Dyetsani chizindikiro cha NS transmitter ku mlongoti umene umalandira chizindikiro champhamvu kwambiri kuchokera ku UAV.
2. Gwiritsani ntchito ma code a nthawi ya danga, monga ma code a Alamouti
3. Gwiritsani ntchito luso la mlongoti lokhala ndi luso lotha kuwongolera mphamvu ya siginecha yomwe imatumizidwa ku mlongoti uliwonse.
Njira yoyamba ili pafupi kwambiri ndi vuto la kulumikizana ndi UAV. Ndiosavuta ndipo momwemo mphamvu zonse zotumizira zimawongoleredwa kunjira yoyenera - kupita ku mlongoti womwe uli bwino. Mwachitsanzo, pamtunda wa makilomita 50 (onani mkuyu 4), chizindikiro cha transmitter chimadyetsedwa ku mlongoti woimitsidwa pa mamita 5, ndi pamtunda wa makilomita 60 - ku mlongoti woimitsidwa pa mamita 4. Iyi ndi njira yomwe imagwiritsidwa ntchito mu modemu ya 3D Link
Tiyeni tionenso nkhani ya chikoka cha ma frequency a radio wave pamtundu wolumikizana ndi UAV, poganizira mphamvu ya pansi. Zinawonetsedwa pamwambapa kuti kuwonjezeka kwafupipafupi kumakhala kopindulitsa, chifukwa ndi miyeso yokhazikika ya tinyanga, izi zimabweretsa kuwonjezeka kwa kuyankhulana. Komabe, funso la kudalira pafupipafupi sanaganizidwe. Kuchokera
chifukwa 2450 MHz; Timapeza 915 MHz 7.2 (8.5 dB). Izi ndi pafupifupi zomwe zimachitika muzochita. Tiyerekeze, mwachitsanzo, magawo a tinyanga zotsatirazi kuchokera ku Zida Zopanda Zingwe:
- WiBOX PA 0809-8V [13] (mafupipafupi: 0.83–0.96 GHz; beamidth: 70°/70°; phindu: 8 dBi);
- WiBOX PA 24-15 [14] (mafupipafupi: 2.3–2.5 GHz; beamidth: 30°/30°; phindu: 15 dBi).
Ndikosavuta kufanizitsa tinyangazi, chifukwa amapangidwa mofanana 27x27 cm housings, i.e. ali ndi dera lomwelo. Dziwani kuti kupindula kwa mlongoti kumasiyana ndi 15−8=7 dB, yomwe ili pafupi ndi mtengo wowerengedwa wa 8.5 dB. Kuchokera ku mawonekedwe a tinyanga zikuwonekeranso kuti m'lifupi mwa mlongoti wamtundu wa 2.3-2.5 GHz (30 ° / 30 °) ndi wocheperapo kuwirikiza kawiri kuposa m'lifupi mwa mlongoti wamtundu wa 0.83-0.96 GHz (70 °/70 °), mwachitsanzo, kupindula kwa tinyanga tokhala ndi miyeso yofanana kumawonjezeka chifukwa cha kuwongolera kwamayendedwe. Poganizira kuti 2 antennas amagwiritsidwa ntchito pamzere wolumikizirana, chiŵerengero adzakhala 2∙8.5=17 dB. Choncho, ndi miyeso yofanana ya antenna, bajeti ya mphamvu ya wailesi yolumikizana ndi ma frequency 2450 MHz idzakhala 17 dB kuposa bajeti ya mzere ndi pafupipafupi 915 MHz. Powerengera, timaganiziranso kuti ma UAV, monga lamulo, amagwiritsa ntchito tinyanga ta zikwapu zomwe miyeso yake siili yovuta kwambiri ngati tinyanga ta NS panel. Chifukwa chake, timavomereza kupindula kwa mlongoti wa UAV pama frequency и ofanana. Iwo. kusiyana kwa bajeti ya mphamvu ya mizere kudzakhala 8.5 dB, osati 17 dB. Zotsatira za kuwerengetsa zomwe zidachitika pazida zoyambira izi komanso kutalika kwa 5 m kwa mlongoti wa NS zikuwonetsedwa mkuyu. 5.
Mpunga. 5. Mphamvu ya siginecha pa cholowetsa cholandirira cha maulalo a wailesi omwe akugwira ntchito pama frequency 915 ndi 2450 MHz
Kuchokera mku. 5 ikuwonetsa momveka bwino kuti mayendedwe olankhulirana ndi kuchuluka kwa ma frequency ogwiritsira ntchito komanso dera lomwelo la mlongoti wa NS ukuwonjezeka kuchokera pa 96.3 km pa ulalo wa wailesi wokhala ndi ma frequency a 915 MHz mpaka 110.8 km pa ulalo wokhala ndi pafupipafupi 2450 MHz. . Komabe, mzere wa 915 MHz uli ndi ma frequency oscillation otsika. Kutsika kochepa kumatanthawuza kutsika kochepa mu mphamvu zamunda, mwachitsanzo, kuchepa kwa kusokoneza kulankhulana ndi UAV pamtunda wonse wa ndege. Mwina ndi mfundo iyi yomwe imatsimikizira kutchuka kwa sub-gigahertz radio wave range for command and telemetry communication line with UAVs as the most odalirika. Nthawi yomweyo, pochita zomwe tafotokozazi kuti muteteze ku mphamvu yakumunda, maulalo a wailesi mumtundu wa gigahertz amapereka njira yolumikizirana yokulirapo mwa kukonza zowongolera za tinyanga.
Kuchokera pakuganizira mkuyu. 5 tinganenenso kuti mu zone mthunzi (pambuyo 128.8 km chizindikiro) kutsitsa pafupipafupi ntchito ya mzere kulankhulana n'zomveka. Zowonadi, pamtunda wa pafupifupi −120 dBm ma curve amagetsi pama frequency и kudutsa. Iwo. Mukamagwiritsa ntchito zolandila ndi zomverera bwino kuposa −120 dBm, ulalo wa wailesi pafupipafupi 915 MHz upereka njira yayitali yolumikizirana. Pankhaniyi, komabe, bandwidth yofunikira yolumikizira iyenera kuganiziridwa, popeza chifukwa cha kukhudzidwa kwakukulu koteroko, liwiro la chidziwitso lidzakhala lotsika kwambiri. Mwachitsanzo, 3D Link modem
Posankha maulendo a wailesi, muyenera kuganiziranso kuchepetsedwa kwa chizindikiro pamene chikufalikira mumlengalenga wa Dziko lapansi. Kwa maulalo olankhulirana a NS-UAV, kuchepetsedwa mumlengalenga kumachitika chifukwa cha mpweya, mvula, matalala, matalala, chifunga ndi mitambo.
Tebulo 1. Kuchepetsedwa kwa liniya kwa mafunde a wailesi [dB/km] mumvula yamphamvu mosiyanasiyana kutengera ma frequency.
pafupipafupi [GHz]
3 mm/ola (zofooka)
12 mm/ola (zapakati)
30 mm/ola (yamphamvu)
70 mm/ola (mvula)
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
Kuchokera patebulo 1 zimatsatira kuti, mwachitsanzo, pafupipafupi 3 GHz, kuchepetsedwa mu shawa kudzakhala pafupifupi 0.0087 dB/km, yomwe panjira ya 100 km idzapereka 0.87 dB yathunthu. Pamene mafupipafupi ogwiritsira ntchito ulalo wa wailesi ukuwonjezeka, kuchepa kwa mvula kumawonjezeka kwambiri. Kwa mafupipafupi a 4 GHz, kutsekemera mu shawa panjira yomweyi kudzakhala kale 9.1 dB, ndi maulendo a 5 ndi 6 GHz - 28 ndi 57 dB, motero. Komabe, pamenepa, zimaganiziridwa kuti mvula yokhala ndi mphamvu yopatsidwa imapezeka panjira yonse, zomwe sizimachitika kawirikawiri. Komabe, mukamagwiritsa ntchito ma UAV m'malo omwe mvula imagwa pafupipafupi, tikulimbikitsidwa kusankha ma frequency ogwiritsira ntchito ulalo wa wailesi pansi pa 3 GHz.
Mabuku
Source: www.habr.com