د بې پیلوټه الوتکې (UAV) سره د مخابراتو حد څنګه لوړ کړئ

د بې پیلوټه الوتکې (UAV) سره د مخابراتو سلسلې زیاتولو دنده اړونده پاتې ده. دا مقاله د دې پیرامیټر ښه کولو میتودونو په اړه بحث کوي. مقاله د UAV پراختیا کونکو او چلونکو لپاره لیکل شوې وه او د UAVs سره د اړیکو په اړه د مقالو لړۍ دوام دی (د لړۍ پیل لپاره ، وګورئ [1].

د مخابراتو لړۍ څه اغیزه کوي

د مخابراتو سلسله په کارول شوي موډیم، انتن، انتن کیبلونو، د راډیو څپې د تکثیر شرایطو، بهرنۍ لاسوهنې او ځینې نورو دلایلو پورې اړه لري. د دې لپاره چې د ارتباط په سلسله کې د یو ځانګړي پیرامیټر د نفوذ درجې معلومولو لپاره، د حد مساوات په پام کې ونیسئ [2]
(1)

چې
د اړیکی اړیکی حد [میټر]؛
- په خلا کې د رڼا سرعت [m/sec]؛
- فریکونسۍ [Hz]؛
- د موډیم لیږدونکي ځواک [dBm]؛
- د لیږدونکي انتن ګټه [dBi]؛
- د موډیم څخه د لیږدونکي انتن [dB] ته په کیبل کې زیانونه؛
- د رسیدونکي انتن ګټه [dBi]؛
- په کیبل کې له موډیم څخه ترلاسه کونکي انتن ته زیانونه [dB]؛
- د موډیم اخیستونکي حساسیت [dBm]؛
- د تشناب ضرب، د ځمکې د سطحې، نباتاتو، اتموسفیر او نورو فکتورونو [dB] د نفوذ له امله د اضافي زیانونو په پام کې نیولو سره.

د معادلې څخه دا لیدل کیدی شي چې حد د دې لخوا ټاکل کیږي:

• کارول شوی موډیم؛
• د راډیو چینل فریکونسۍ؛
• انتن کارول؛
• په کیبلونو کې زیانونه؛
• د ځمکې د سطحې، نباتاتو، اتموسفیر، ودانیو، او نورو څخه د راډیو څپو په خپریدو اغیزه.

بیا، هغه پیرامیټونه چې په رینج اغیزه کوي په جلا توګه په پام کې نیول کیږي.

موډیم کارول شوی

د مخابراتو سلسله یوازې د موډیم په دوه پیرامیټونو پورې اړه لري: د لیږدونکي ځواک او د رسیدونکي حساسیت ، یا بلکه، د دوی توپیر څخه - د موډیم انرژي بودیجه
(2)

د مخابراتو حد زیاتولو لپاره، دا اړینه ده چې د لوی ارزښت سره موډیم غوره کړئ . ډیروالی په بدل کې، دا د زیاتوالي له لارې امکان لري یا په کمولو سره . د لوړ حساسیت سره د موډیمونو لټون ته باید لومړیتوب ورکړل شي ( د امکان تر حده ټیټ) د لیږدونکي ځواک زیاتولو پرځای . دا مسله په لومړۍ مقاله کې په تفصیل سره بحث شوې. [1].

د موادو سربیره [1] دا د یادولو وړ ده چې ځینې جوړونکي، د بیلګې په توګه مایکرو هارډ [3]، د ځینو وسیلو په ځانګړتیاو کې په اوسط ډول نه ، مګر د لیږدونکي لوړ ځواک په ګوته کړئ ، کوم چې د اوسط څخه څو ځله لوی دی او د حد محاسبه کولو لپاره نشي کارول کیدی ، ځکه چې دا به د محاسبې رینج د ریښتیني حد څخه ډیر شي. ارزښت دا ډول وسایل شامل دي، د بیلګې په توګه، مشهور pDDL2450 ماډل [4,5]. دا حقیقت مستقیم د دې وسیلې ازموینې پایلو څخه تعقیب کیږي چې د FCC تصدیق ترلاسه کولو لپاره ترسره شوي [6] (۵۸ مخ وګورئ). د FCC تصدیق شوي بې سیم وسیلو لپاره د ازموینې پایلې د FCC ID ویب پا onه کې لیدل کیدی شي [7]د لټون بار کې د مناسب FCC ID داخلولو سره ، کوم چې باید په لیبل کې وي چې د وسیلې ډول په ګوته کوي. د pDDL2450 ماډل FCC ID NS916pDDL2450 دی.

د راډیو چینل فریکونسۍ

د رینج مساوات څخه (1) دا په واضح ډول تعقیبوي چې د عملیاتي فریکونسۍ ټیټه ده د مخابراتو سلسله ډیره ده . مګر راځئ چې پایلې ته ګړندۍ نه شو. حقیقت دا دی چې په مساوي کې شامل نور پیرامیټونه هم په فریکونسۍ پورې اړه لري. د مثال په توګه، د انتن ګټه и په قضیه کې د فریکونسۍ پورې اړه لري کله چې د انتن اعظمي ابعاد ثابت، کوم چې په حقیقت کې هغه څه دي چې په عمل کې پیښیږي. د انتن ګټه ، په بې ابعادو واحدونو (وختونو) کې څرګند شوی ، د انتن فزیکي ساحې له مخې څرګند کیدی شي په لاندې ډول [8]
(3)

چې - د انتن اپرچر موثریت، د بیلګې په توګه د انتن د اغیزمنې ساحې تناسب فزیکي ته (د انتن ډیزاین پورې اړه لري) [8].

له (3) دا سمدلاسه روښانه ده چې د ثابت انتن ساحې لپاره ، لاسته راوړنه د فریکونسۍ مربع په تناسب کې وده کوي. راځئ چې بدیل کړو (3) в (1), مخکې له سره لیکل شوي (1) د انتن لاسته راوړنو لپاره د ابعادو واحدونو کارول , د کیبل ضایعات , او د توقیف عامل ، او همدارنګه د واټس کارولو لپاره и د dBm پرځای. بیا
(4)

ضمیمه چیرته ده د ثابت انتن ابعادو لپاره ثابت دی. په دې توګه، په دې حالت کې، د اړیکو رینج په مستقیم ډول د فریکونسۍ سره متناسب دی، د بیلګې په توګه، څومره چې فریکونسۍ لوړه وي، حد هم ډیر وي. پایله. د انتن د ثابت ابعادو سره، د راډیو لینک فریکونسۍ زیاتوالی د انتن د سمتي ملکیتونو په ښه کولو سره د مخابراتو سلسله کې د زیاتوالي لامل کیږي. په هرصورت، دا باید په پام کې ونیول شي چې څومره چې فریکونسۍ زیاتیږي، په هماغه ډول په اتموسفیر کې د راډیو څپو کمښت، د ګازونو، باران، وریځې، واورو، دوړې او ورېځو له امله رامنځته کیږي. [2]. سربیره پردې ، د لارې اوږدوالي سره ، په اتموسفیر کې توجه هم ډیریږي. د دې دلیل لپاره، د هرې لارې اوږدوالی او په دې کې د اوسط هوا شرایطو لپاره، د کیریر فریکونسۍ یو ټاکلی اعظمي ارزښت شتون لري، په اتموسفیر کې د سیګنال کمولو د جواز وړ کچې لخوا محدود دی. راځئ چې د مخابراتو په سلسله کې د راډیو چینل د فریکونسۍ د اغیزې پوښتنې وروستۍ حل هغه برخې ته پریږدو چیرې چې د راډیو څپو په خپریدو باندې د ځمکې د سطحې او اتموسفیر نفوذ په پام کې نیول کیږي.

انتن

د مخابراتو سلسله د داسې انتن پیرامیټر لخوا ټاکل کیږي لکه د ګټې (په انګلیسي اصطلاحاتو کې لاسته راوړنه)، په dBi کې اندازه شوې. لاسته راوړنه یو مهم مرکب پیرامیټر دی ځکه چې دا په پام کې نیسي: (1) د انتن وړتیا چې د لیږدونکي انرژي د ریسیور په لور متمرکز کړي د isotropic ریډیټر په پرتله (له همدې امله په dBi کې شاخص i)؛ (2) پخپله انتن کې زیانونه [8,9]. د مخابراتو سلسلې زیاتولو لپاره، تاسو باید د هغو څخه د لوړ احتمالي ګټې ارزښت سره انتنونه غوره کړئ چې د وزن او اندازې پیرامیټونو او د لارښود سیسټم وړتیاوو سره سم مناسب دي. د انرژي تمرکز کولو لپاره د انتن وړتیا وړیا نه ورکول کیږي ، مګر یوازې د انتن ابعاد (اپرچر) په زیاتولو سره. د مثال په توګه، د ترلاسه کولو انتن څومره لوی وي، په هماغه اندازه به د دې توان ولري چې د رسیدونکي انپټ ته د رسولو لپاره انرژي راټول کړي، او څومره چې انرژي ډیره وي، د ترلاسه شوي سیګنال پیاوړي کول، د بیلګې په توګه د ارتباطاتو حد زیاتیږي. پدې توګه ، تاسو باید لومړی د انتن اعظمي ابعادو په اړه پریکړه وکړئ چې د ستونزې حل کولو لپاره کافي دي او د دې پیرامیټر لخوا د لټون ساحه محدوده کړئ ، او بیا د ځانګړي انتن ماډل لټون وکړئ ، په اعظمي ګټې تمرکز وکړئ. د تمرین لپاره د انتن دوهم مهم پیرامیټر د بیم ویډت دی [8,10]، په زاویه درجو کې اندازه کیږي. په عموم کې، د بیم عرض د انتن د مرکز څخه د دوو فضایي لارښوونو ترمنځ د زاویه په توګه تعریف شوی چې په کوم کې د انتن لاسته راوړنه د دې انتن لپاره د اعظمي حد څخه 3 dB کمه شوې. په ایزیموت او لوړوالی کې د نمونې عرض خورا ډیر توپیر کولی شي. دا پیرامیټر د قاعدې له مخې د انتن ابعاد سره نږدې تړاو لري: لوی ابعاد - کوچني بیم عرض. دا پیرامیټر په مستقیم ډول د رینج مساوات کې شامل نه دی، مګر دا دا پیرامیټر دی چې په UAV کې د ځمکني سټیشن (GS) انتن لارښود سیسټم اړتیاوې ټاکي، ځکه چې GS، د یوې قاعدې په توګه، لږترلږه د لوړ سمت انتن کاروي. هغه قضیې چیرې چې حد د UAV سره اړیکه اعظمي کیږي لومړیتوب دی. په حقیقت کې، تر هغه چې د NS تعقیب سیسټم په UAV کې د انتن په نښه کولو زاویه دقت تضمینوي چې د نمونې نیمایي یا لږ عرض سره مساوي وي، د ترلاسه شوي / جذب شوي سیګنال کچه به د اعظمي څخه د 3 dB څخه ښکته نشي. په هیڅ حالت کې باید د ټاکل شوي انتن نیم بیم پلنوالی په ایزیموت یا لوړوالی کې د NS انتن پوائنټ سیسټم له زاویه خطا څخه کم نه وي.

کیبلونه

د مخابراتو سلسله اعظمي کولو لپاره ، تاسو اړتیا لرئ کیبلونه وکاروئ چې ترټولو ټیټ احتمالي خطي ضمیمه (د کیبل ټیټول یا د کیبل ضایع) سره کار کول د NS-UAV راډیو لینک فریکونسي. په یوه کیبل کې خطي توقیف د سیګنال د تناسب په توګه تعریف شوی چې د 1 متر کیبل برخې (میټریک سیسټم کې) د کیبل برخې په ان پټ کې سیګنال ته د سیګنال تناسب په توګه تعریف شوی ، چې په dB کې څرګند شوی. د کیبل زیانونه د رینج مساوات کې شامل دي (1)، د کیبل اوږدوالی په واسطه د خطي توزیع ضربولو سره ټاکل کیږي. په دې توګه، د اړیکو د اعظمي حد ترلاسه کولو لپاره، تاسو اړتیا لرئ چې کیبلونه د ټیټ احتمالي خطي توقیف سره وکاروئ او د دې کیبلونو اوږدوالی کم کړئ. په NS کې، د موډیم واحدونه باید مستقیم د انتن تر څنګ په ماسټ کې نصب شي. په UAV بدن کې، موډیم باید د امکان تر حده د انتن سره نږدې وي. دا د ټاکل شوي کیبل د خنډ چک کولو ارزښت هم لري. دا پیرامیټر په اوه کې اندازه کیږي او معمولا د 50 یا 75 اوهم سره مساوي وي. د کیبل خنډ، د موډیم د انتن نښلونکی او په انتن کې نښلونکی باید مساوي وي.

د ځمکې د سطحې اغیزې

په دې برخه کې به موږ په یوه ساده یا سمندري سطحه کې د راډیو څپو د خپریدو په اړه وګورو. دا حالت اکثرا د UAVs کارولو تمرین کې پیښیږي. د پایپ لاینونو UAV څارنه، د بریښنا لینونه، کرهنیز فصلونه، ډیری نظامي او ځانګړي عملیات - دا ټول د دې ماډل لخوا ښه تشریح شوي. د انسان تجربه موږ ته یو انځور انځوروي چې په هغه کې د شیانو ترمنځ اړیکه ممکنه ده که چیرې دوی د یو بل د مستقیم نظري لید په ساحه کې وي، که نه نو اړیکه ناشونې ده. په هرصورت، د راډیو څپې د نظری سلسلې پورې اړه نلري، نو د دوی سره وضعیت یو څه توپیر لري. په دې اړه، دا د UAV پراختیا کونکي او چلونکي لپاره ګټور دی چې لاندې دوه حقایق په یاد ولرئ.

1. د راډیو رینج کې اړیکه حتی د NS او UAV ترمنځ د مستقیم لید په نشتوالي کې ممکنه ده.
2. د UAV سره په ارتباط کې د لاندې سطحې نفوذ به احساس شي حتی کله چې د NS-UAV آپټیکل لاین کې هیڅ شی شتون نلري.

د ځمکې سطحې ته نږدې د راډیو څپې تبلیغاتو ځانګړتیاو پوهیدو لپاره ، دا ګټور دی چې ځان د راډیو څپې د تکثیر د پام وړ ساحې مفکورې سره آشنا کړئ. [2]. د راډیو څپې د تکثیر په یوه مهم زون کې د کوم شیانو په نشتوالي کې، د رینج محاسبه د وړیا ځای لپاره د فورمولونو په کارولو سره ترسره کیدی شي، د بیلګې په توګه. в (1) د 0 سره مساوي اخیستل کیدی شي. که چیرې په لازمي زون کې شیان شتون ولري، نو دا نشي ترسره کیدی. په انځور کې. 1 په A نقطه کې یو نقطه ایمیټر شتون لري چې په لوړوالي کې موقعیت لري د ځمکې د سطحې څخه پورته، کوم چې د مساوي شدت سره په ټولو لارښوونو کې بریښنایی مقناطیسي انرژي خارجوي. د B نقطه په لوړوالی کې د ساحې د شدت اندازه کولو لپاره یو ریسیور شتون لري. په دې ماډل کې، د راډیو څپې د تکثیر لازمي سیمه د A او B په نقطو کې د فوسي سره یو ellipsoid ده.

وريجې. 1. د راډیو څپې د تکثیر د پام وړ ساحه

د ellipsoid وړانګې د هغې "تر ټولو غټ" برخه کې د بیان لخوا ټاکل کیږي [2]
(5)

له (5) دا روښانه ده په فریکونسۍ پورې اړه لري په متناسب ډول، لږ , "ټیټ" بیضوی ( په انځور کې 1). برسېره پردې، د ellipsoid "ضد" د مخابراتو د شیانو ترمنځ د فاصلې په زیاتوالي سره زیاتیږي. د راډیو څپو لپاره کولی شي کافي اغیزمن ارزښت ولري، نو کله چې 10 کیلومتره موږ 2.45 GHz ترلاسه کوو 50-60 متر

راځئ چې اوس هغه مبهم څيز ته پام وکړو چې په انځور کې د خړ مثلث لخوا ښودل شوی. 1. دا به د فریکونسۍ سره د راډیو څپو په تبلیغ اغیزه وکړي ، ځکه چې دا د پام وړ تبلیغ زون کې موقعیت لري ، او د فریکونسۍ سره به د راډیو څپې په تبلیغ باندې واقعیا هیڅ اغیزه ونلري. . په نظری سلسله کې د راډیو څپو لپاره (رڼا)، ارزښت کوچنی دی، نو د رڼا په خپریدو باندې د ځمکې د سطحې اغیزې په عمل کې نه احساس کیږي. د دې په پام کې نیولو سره چې د ځمکې سطحه یوه کره ده، دا د فاصلې په زیاتوالي سره پوهیدل اسانه دي ، لاندې سطحه به په زیاتیدونکي ډول د پام وړ تبلیغ زون ته حرکت وکړي ، پدې توګه د A څخه نقطې B ته د انرژي جریان بندوي - د کیسې پای ، د UAV سره اړیکه مداخله کیږي. په لاره کې نور شیان لکه نا مساوي ځمکې، ودانۍ، ځنګلونه او نور به په ورته ډول په مخابراتو اغیزه وکړي.

اوس راځئ چې انځور ته وګورو. 2 په کوم کې چې یو ناپاک څیز په بشپړ ډول د فریکونسۍ سره د راډیو څپې د تبلیغ یوه مهمه ساحه پوښي په دې فریکونسۍ کې ارتباط ناممکن کول. په ورته وخت کې، د فریکونسۍ په اړه اړیکه دا هم ممکنه ده ځکه چې د انرژی یوه برخه په ناپاکه څیز باندې "کود" کوي. هرڅومره چې فریکونسۍ ټیټه وي ، هومره د نظری افق هاخوا د راډیو څپې تبلیغ کولی شي ، د UAV سره باثباته اړیکه ساتي.

وريجې. 2. د راډیو څپې د تکثیر د پام وړ ساحې پوښل

په مخابراتو باندې د ځمکې د سطحې د نفوذ کچه هم د انتن په لوړوالي پورې اړه لري и . هرڅومره چې د انتن لوړوالی لوړ وي ، په هماغه اندازه فاصله چې A او B یې په ګوته کوي پرته له دې چې شیان یا لاندې سطحې د پام وړ ساحې ته راښکته شي جلا شي.

لکه څنګه چې اعتراض یا لاندې سطحه د پام وړ ساحې ته حرکت کوي، په B نقطه کې د ساحې ځواک به حرکت وکړي [2]، د بیلګې په توګه دا به د اوسط ساحې ځواک څخه ډیر یا لږ وي. دا د شیانو څخه د انرژي انعکاس له امله پیښیږي. انعکاس شوې انرژي په مرحله کې د اصلي انرژي سره په B نقطه کې اضافه کیدی شي - بیا د ساحې ځواک کې زیاتوالی راځي ، یا په انټي فیز کې - بیا د ساحې ځواک کې کمښت (او خورا ژور) واقع کیږي. دا مهمه ده چې دا اغیز په یاد ولرئ ترڅو د UAVs سره د اړیکو ځانګړتیاو پوه شي. په یو ټاکلی حد کې د UAV سره د اړیکو ضایع کیدل د ساحې د ځواک کې د ځایی کمښت له امله د oscillations له امله رامینځته کیدی شي، د بیلګې په توګه که تاسو یو څه نور واټن ته الوتنه وکړئ، اړیکه بحال کیدی شي. د مخابراتو وروستی زیان به یوازې هغه وخت پیښ شي کله چې د پام وړ ساحه د شیانو یا لاندې سطحې لخوا په بشپړه توګه بنده شي. بیا، میتودونه به وړاندیز شي چې د ساحې د پیاوړتیا د پایلو سره مبارزه وکړي.

د کمولو فکتور محاسبه کولو لپاره فورمولونه کله چې د ځمکې په نرمه سطحه د راډیو څپې تبلیغ کوي، دوی خورا پیچلي دي، په ځانګړې توګه د فاصلو لپاره. ، د نظری افق د حد څخه تیریږي [2]. له همدې امله، د ستونزې د لا زیاتې پاملرنې لپاره، موږ به د لیکوال د کمپیوټر پروګرامونو په کارولو سره د ریاضیاتي ماډلینګ څخه کار واخلو. راځئ چې د 3D لینک موډیم په کارولو سره له UAV څخه NS ته د ویډیو لیږدولو یوه عادي دنده په پام کې ونیسو [11] د جیوسکان شرکت څخه. لومړني معلومات په لاندې ډول دي.

1. د NS انتن د نصبولو لوړوالی: 5 متر.
2. د UAV الوتنې لوړوالی: 1000 m.
3. د راډیو لینک فریکونسۍ: 2.45 GHz.
4. د NS انتن ګټه: 17 dB.
5. د UAV انتن ګټه: 3 dB.
6. د لیږدونکي بریښنا: +25 dBm (300 mW).
7. د ویډیو چینل سرعت: 4 Mbit/sec.
8. په ویډیو چینل کې د ترلاسه کونکي حساسیت: −100.4 dBm (د فریکونسۍ بانډ لپاره چې د 12 MHz سیګنال لخوا نیول شوی).
9. Substrate: وچه خاوره.
10. قطبي کول: عمودي.

د دې لومړنیو معلوماتو لپاره د لید لید فاصله به 128.8 کیلومتره وي. د محاسبې پایلې په dBm کې د موډیم اخیستونکي ان پټ کې د سیګنال ځواک په شکل کې په شکل کې وړاندې شوي. 3.

وريجې. 3. د 3D لینک موډیم ریسیور په داخل کې د سیګنال ځواک [11]

په انځور کې نیلي منحني. 3 د NS ریسیور په داخل کې د سیګنال ځواک دی ، سره مستقیم کرښه د دې رسیدونکي حساسیت په ګوته کوي. د ایکس محور په کیلومترۍ کې رینج ښیي، او د Y محور په dBm کې ځواک ښیي. په هغه رینج نقطو کې چیرې چې نیلي وکر د سور څخه پورته پروت دی ، د UAV څخه مستقیم ویډیو استقبال ممکن دی ، که نه نو هیڅ اړیکه به ونلري. ګراف ښیي چې د دوه اړخیزو حرکتونو له امله، د اړیکو ضایع به د 35.5-35.9 کیلومتره کې او نور به د 55.3-58.6 کیلومتره کې واقع شي. په دې حالت کې، وروستی قطع کول به ډیر نور واقع شي - د 110.8 کیلومتره الوتنې وروسته.

لکه څنګه چې پورته یادونه وشوه، د ساحې ځواک کې کمښت د مستقیم سیګنال د NS انتن ځای کې د انټي فیز اضافه کولو او د ځمکې له سطحې څخه منعکس شوي سیګنال له امله رامینځته کیږي. تاسو کولی شئ د 2 شرایطو پوره کولو سره د ناکامۍ له امله په NS کې د مخابراتو له لاسه ورکولو څخه خلاص شئ.

1. په NS کې موډیم وکاروئ لږترلږه دوه د استقبال چینلونو (RX تنوع) سره ، د مثال په توګه 3D لینک [11].
2. ترلاسه کوونکی انتن په NS ماسټ کې ځای په ځای کړئ مختلف لوړوالی

د ترلاسه کونکي انتنونو د لوړوالی فاصله باید داسې جوړه شي چې د یوې انتن په موقعیت کې د ساحې ځواک کې ډوب د بل انتن موقعیت کې د رسیدونکي حساسیت څخه لوړ کچې سره معاوضه شي. په انځور کې. 4 شکل د دې قضیې لپاره د دې کړنالرې پایله ښیې چیرې چې یو NS انتن د 5 مترو په لوړوالي کې موقعیت لري (نیلي جامد منحل) ، او بل د 4 متر لوړوالی (نیلي نقطه منحنی) کې.

وريجې. 4. د انتنونو څخه د دوه 3D لینک موډیم ریسیورونو آخذونو کې د سیګنال بریښنا په مختلف لوړوالی کې موقعیت لري

له انځور څخه. 4 شکل په واضح ډول د دې میتود ګټورتوب ښیې. په حقیقت کې، د UAV د ټولې الوتنې فاصلې په اوږدو کې، تر 110.8 کیلومتره پورې، د لږترلږه یو NS ریسیور په ان پټ کې سیګنال د حساسیت کچې څخه ډیر دی، د بیلګې په توګه، د بورډ څخه ویډیو به د الوتنې په ټوله فاصله کې مداخله ونه کړي. .

په هرصورت، وړاندیز شوی میتود یوازې د UAV → NS راډیو لینک اعتبار زیاتولو کې مرسته کوي، ځکه چې په مختلفو لوړوالی کې د انتن نصبولو وړتیا یوازې په NS کې شتون لري. دا ممکنه نده چې په UAV کې د 1 متر انتنونو لوړوالی جلا کول ډاډمن کړئ. د NS→UAV راډیو لینک د اعتبار زیاتولو لپاره، لاندې طریقې کارول کیدی شي.

1. انتن ته د NS لیږدونکي سیګنال تغذیه کړئ چې د UAV څخه ډیر قوي سیګنال ترلاسه کوي.
2. د ځای وخت کوډونه وکاروئ، لکه د الاموتي کوډ [12].
3. هر انتن ته لیږل شوي سیګنال بریښنا کنټرولولو وړتیا سره د انتن بیم فارمینګ ټیکنالوژي وکاروئ.

لومړی میتود د UAVs سره د اړیکو په ستونزه کې مطلوب ته نږدې دی. دا ساده دی او په دې کې ټول ټرانسمیټر انرژي په سم لوري کې لیږدول کیږي - په مناسب ډول موقعیت لرونکي انتن ته. د مثال په توګه، د 50 کیلومتره په حد کې (4 شکل وګورئ)، د لیږدونکي سیګنال په 5 مترو کې تعلیق شوي انتن ته، او د 60 کیلومتره په حد کې - په 4 مترو کې تعلیق شوي انتن ته ورکول کیږي. دا هغه طریقه ده چې په 3D لینک موډیم کې کارول کیږي [11]. دوهم میتود د UAV→NS ارتباطي چینل حالت (د انتن په محصولاتو کې د ترلاسه شوي سیګنالونو کچه) په اړه لومړني معلومات نه کاروي ، نو دا د لیږدونکي انرژي په مساوي ډول د دوه انتنونو ترمینځ ویشي ، کوم چې په لازمي ډول د انرژي ضایع کیدو لامل کیږي ، ځکه چې یو د انتن کیدای شي په سوري ساحه کې ځواک ولري. دریمه طریقه د مخابراتو کیفیت له مخې د لومړي سره مساوي ده، مګر پلي کول خورا ستونزمن دي.

راځئ چې د UAV سره د مخابراتو رینج باندې د راډیو څپې فریکونسۍ د نفوذ مسله نوره هم په پام کې ونیسو ، د لاندې سطحې نفوذ په پام کې نیولو سره. دا پورته ښودل شوي چې د فریکونسۍ زیاتوالی ګټور دی، ځکه چې د انتن د ثابت ابعادو سره، دا د اړیکو د حد د زیاتوالي لامل کیږي. په هرصورت، د انحصار پوښتنه تعدد په پام کې نه دی نیول شوی. څخه (3) دا تعقیبوي چې د انتن د لاسته راوړنو تناسب په ساحه کې مساوي او په فریکونسیو کې د کار کولو لپاره ډیزاین شوی и ، مساوي
(6)

لپاره 2450 MHz؛ موږ 915 MHz ترلاسه کوو 7.2 (8.5 dB). دا تقریبا هغه څه دي چې په عمل کې پیښیږي. راځئ چې پرتله کړو، د بیلګې په توګه، د بېسیم وسایلو څخه د لاندې انتن پیرامیټونه:

• WiBOX PA 0809-8V [13] (فریکونسی: 0.83–0.96 GHz؛ د بیم ویډت: 70°/70°؛ لاسته راوړنه: 8 dBi)؛
• WiBOX PA 24-15 [14] (فریکونسی: 2.3–2.5 GHz؛ د بیم ویډت: 30°/30°؛ لاسته راوړنه: 15 dBi).

دا مناسبه ده چې دا انتنونه پرتله کړئ، ځکه چې دوی په ورته 27x27 سانتي کور کې جوړ شوي، د بیلګې په توګه دوی ورته ساحه لري. په یاد ولرئ چې د انتن لاسته راوړنه د 15-8 = 7 dB سره توپیر لري، کوم چې د 8.5 dB حساب شوي ارزښت ته نږدې دی. د انتن له ځانګړتیاوو څخه دا هم روښانه ده چې د رینج 2.3-2.5 GHz (30°/30°) لپاره د انتن بطرې پلنوالی د 0.83-0.96 رینج لپاره د انتن نمونې د عرض په پرتله دوه چنده ډیر تنګ دی. GHz (70°/70°)، یعنی د ورته ابعادو سره د انتن لاسته راوړل په حقیقت کې د سمتي ملکیتونو د ښه والي له امله وده کوي. د دې حقیقت په پام کې نیولو سره چې 2 انتنونه د مخابراتو په کرښه کې کارول کیږي، تناسب به 2∙8.5=17 dB وي. په دې توګه، د ورته انتن ابعادو سره، د راډیو انرژی بودیجه د فریکونسۍ سره اړیکه لري 2450 MHz به د فریکونسۍ سره د لاین بودیجې څخه 17 dB ډیر وي 915 MHz په محاسبه کې، موږ دا حقیقت هم په پام کې نیسو چې UAVs، د یوې قاعدې په توګه، د څپې انتن کاروي چې ابعاد یې د NS پینل انتنونو په څیر مهم ندي. له همدې امله ، موږ د فریکونسیو لپاره د UAV انتن لاسته راوړنې منو и مساوي هغوی. د لینونو د انرژي بودیجې کې توپیر به 8.5 dB وي، نه 17 dB. د محاسبې پایلې چې د دې لومړني معلوماتو لپاره ترسره شوي او د NS انتن 5 متر لوړوالی په انځور کې ښودل شوي. 5.

وريجې. 5. په 915 او 2450 MHz فریکونسۍ کې د راډیو لینکونو لپاره د رسیدونکي ان پټ کې سیګنال ځواک

له انځور څخه. 5 په واضح ډول ښیې چې د ارتباط رینج د عملیاتي فریکونسۍ په زیاتوالي او د NS انتن ورته مساحت سره د راډیو لینک لپاره له 96.3 کیلومتره څخه د 915 MHz فریکونسۍ سره 110.8 کیلومتره پورې د 2450 MHz فریکونسۍ سره د لینک لپاره لوړیږي. . په هرصورت، په 915 MHz کې کرښه د ټیټ oscillation فریکونسۍ لري. د لږو حرکتونو معنی د ساحې په ځواک کې لږ کمښت دی، د بیلګې په توګه، د الوتنې په ټوله فاصله کې د UAV سره د اړیکو د خنډ کم احتمال. شاید دا حقیقت دی چې د UAVs سره د کمانډ او ټیلی میټری مخابراتو لاینونو لپاره د خورا معتبر په توګه د فرعي ګیګاهرټز راډیو څپې رینج شهرت ټاکي. په ورته وخت کې، کله چې د ساحې د ځواک د حرکتونو په وړاندې د ساتنې لپاره پورته بیان شوي کړنې ترسره کول، د ګیګاهرتز رینج کې د راډیو لینکونه د انتن د سمتي ملکیتونو په ښه کولو سره د اړیکو لوی حد چمتو کوي.

د انځور په پام کې نیولو سره. 5 موږ دا نتیجه هم اخلو چې د سیوري زون کې (د 128.8 کیلومتره نښه وروسته) د ارتباطي کرښې عملیاتي فریکونسۍ کمول معنی لري. په حقیقت کې، د نږدې −120 dBm په یوه نقطه کې د فریکونسۍ لپاره د بریښنا منحني и تقاطع هغوی. کله چې د −120 dBm څخه غوره حساسیت سره ریسیورونه وکاروئ، د 915 MHz په فریکونسۍ کې د راډیو لینک به د ارتباط اوږد واټن چمتو کړي. په هرصورت، پدې حالت کې، د اړتیا وړ لینک بینډ ویت باید په پام کې ونیول شي، ځکه چې د دومره لوړ حساسیت ارزښت لپاره، د معلوماتو سرعت به خورا ټیټ وي. د مثال په توګه، د 3D لینک موډیم [11] که څه هم دا تر −122 dBm پورې حساسیت چمتو کوي، د معلوماتو د لیږد مجموعي کچه (په دواړو لورو کې) به 23 kbit/sec وي، کوم چې په اصولو کې د UAV سره د KTRL اړیکو لپاره کافي دی، مګر په واضح ډول د ویډیو لیږد لپاره کافي ندي. تخته په دې توګه، د فرعي ګیګاهرتز سلسله، په حقیقت کې، د KTRL لپاره د ګیګاهرټز حد څخه لږه ګټه لري، مګر د ویډیو لینونو تنظیم کولو په وخت کې په څرګند ډول ځانګړتیاوې له لاسه ورکوي.

کله چې د راډیو لینک فریکونسۍ غوره کړئ، تاسو باید د سیګنال توقیف هم په پام کې ونیسئ ځکه چې دا د ځمکې په اتموسفیر کې خپریږي. د NS-UAV مخابراتي اړیکو لپاره، په اتموسفیر کې توجه د ګازونو، باران، وریځو، واورو، دوړې او ورېځو له امله رامنځته کیږي. [2]. د 6 GHz څخه کم د راډیو لینکونو عملیاتي فریکونسۍ لپاره ، په ګازونو کې توجه له پامه غورځول کیدی شي [2]. تر ټولو سخت کمزوری په بارانونو کې لیدل کیږي، په ځانګړې توګه د لوړ شدت (باران) کې. جدول 1 ډاټا ښیي [2] د 3-6 GHz فریکونسۍ لپاره د مختلف شدت بارانونو کې د خطي کمښت [dB/km] په واسطه.

جدول 1. د مختلفو شدتونو بارانونو کې د راډیو څپې [dB/km] خطي ټیټوالی د فریکونسۍ پورې اړه لري

فریکونسی [GHz]
۳ ملي متره/ساعت (کمزوري)
12 mm/ساعت (متوسط)
30 mm/ساعت (قوی)
70mm/ساعت (باران)

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

د میز څخه 1 دا تعقیبوي، د بیلګې په توګه، د 3 GHz په فریکونسۍ کې، په شاور کې د 0.0087 dB/km په اړه، چې د 100 کیلو مترو په لاره کې به د 0.87 dB ټول ګړندیتوب ورکړي. لکه څنګه چې د راډیو لینک عملیاتي فریکونسۍ ډیریږي ، په باران کې توجه په چټکۍ سره وده کوي. د 4 GHz فریکونسۍ لپاره ، په ورته لاره کې په شاور کې توجه به دمخه 9.1 dB وي ، او په ترتیب سره د 5 او 6 GHz - 28 او 57 dB فریکونسۍ کې. په دې حالت کې، که څه هم، داسې انګیرل کیږي چې باران د ورکړل شوي شدت سره د ټولې لارې په اوږدو کې پیښیږي، چې په ندرت سره په عمل کې پیښیږي. په هرصورت، کله چې په هغو سیمو کې د UAVs کارول چیرې چې د لوړ شدت باران باران وي، نو سپارښتنه کیږي چې د 3 GHz لاندې د راډیو لینک عملیاتي فریکونسۍ غوره کړئ.

ادبیات

1. Smorodinov A.A. د بې پیلوټه الوتکې (UAV) لپاره د براډبنډ موډیم غوره کولو څرنګوالی. هبر ۲۰۱۹.
2. کالینین A.I.، Cherenkova E.L. د راډیو څپو تبلیغ او د راډیو لینکونو عملیات. پیوستون. مسکو. ۱۹۷۱.
3. مایکرو هارډ.
4. د پیکو ډیجیټل ډیټا لینک pDDL2450 توضیحات.
5. د Picoradio OEM مشخصات.
6. د انجینرۍ ازموینې راپور. پیکو 2.4GHz 1W ډیجیټل ډیټا لینک ماډل.
7. د FCC ID
8. CA بالانیس. د انتن نظریه. تحلیل او ډیزاین. څلورم چاپ. جان ویلی او سنز. 2016.
9. د انتن ګټه. د ويکيپېډيا مقاله.
10. بیم ویډت د ويکيپېډيا مقاله.
11. ډیجیټل ډوپلیکس راډیو موډیم 3D لینک.
12. ایس ایم الموتي. "د بېسیم مخابراتو لپاره یو ساده لیږد تنوع تخنیک." د مخابراتو په ټاکلو ساحو کې د IEEE ژورنال. 16(8):1451–1458.
13. د PTP مراجع انتن WiBOX PA 0809-8V.
14. د PTP مراجع انتن WiBOX PA 24-15.

سرچینه: www.habr.com