Вазифаи зиёд кардани масофаи ало-ка бо самолёти бесарнишин (УАВ) актуалй мемонад. Ин мақола усулҳои беҳтар кардани ин параметрро баррасӣ мекунад. Мақола барои таҳиягарон ва операторони UAV навишта шудааст ва идомаи як силсила мақолаҳо дар бораи иртибот бо UAV мебошад (барои оғози силсила нигаред. .
Чӣ ба доираи муошират таъсир мерасонад
Доираи алоқа аз модеми истифодашуда, мавҷгирҳо, кабелҳои мавҷгир, шароити паҳншавии мавҷи радио, дахолати беруна ва баъзе сабабҳои дигар вобаста аст. Барои муайян кардани дараҷаи таъсири параметри мушаххас ба диапазони алоқа муодилаи диапазонро баррасӣ кунед
(1)
ки
— диапазони зарурии алоқа [метр];
— суръати рӯшноӣ дар вакуум [м/сек];
— басомад [Гц];
— қувваи интиқолдиҳандаи модем [дБм];
— афзоиши мавҷгири интиқолдиҳанда [dBi];
— талафот дар сими модем ба мавҷгири интиқолдиҳанда [дБ];
— афзоиши мавҷгири қабулкунанда [dBi];
— талафот дар кабел аз модем ба мавҷгири қабулкунанда [дБ];
— ҳассосияти қабулкунандаи модем [дБм];
— мултипликатори сустшавӣ бо назардошти талафоти иловагӣ аз таъсири сатҳи замин, растаниҳо, атмосфера ва дигар омилҳо [дБ].
Аз муодила дида мешавад, ки диапазон бо чунин муайян карда мешавад:
- модеми истифодашуда;
- басомади канали радио;
- мавҷгирҳои истифодашаванда;
- талафот дар кабелҳо;
- таъсир ба паҳншавии мавҷҳои радио аз сатҳи Замин, растаниҳо, атмосфера, биноҳо ва ғайра.
Минбаъд параметрҳое, ки ба диапазон таъсир мерасонанд, алоҳида баррасӣ карда мешаванд.
Модем истифода мешавад
Диапазони алоқа танҳо аз ду параметри модем вобаста аст: қувваи интиқолдиҳанда ва ҳассосияти қабулкунанда , дурусттараш, аз фарқияти онҳо - буҷети энергетикии модем
(2)
Барои зиёд кардани доираи алоқа бояд модеми дорои арзиши калон интихоб карда шавад . Афзоиш дар навбати худ аз хисоби зиёд кардан мумкин аст ё бо рохи кам кардан . Ба ҷустуҷӯи модемҳои ҳассосияти баланд афзалият додан лозим аст ( то ҳадди имкон камтар), ба ҷои зиёд кардани қудрати интиқолдиҳанда . Ин масъала дар мақолаи аввал муфассал баррасӣ мешавад. .
Илова ба масолех Бояд дар хотир дошт, ки баъзе истеҳсолкунандагон, ба монанди Microhard , дар мушаххасоти баъзе дастгоҳҳо на ба ҳисоби миёна, балки қувваи қуллаи интиқолдиҳандаро нишон диҳед, ки аз ҳисоби миёна якчанд маротиба зиёдтар аст ва онро барои ҳисоб кардани диапазон истифода кардан ғайриимкон аст, зеро ин боиси хеле зиёд шудани диапазони ҳисобшуда мегардад. арзиш. Чунин дастгоҳҳо, масалан, модули маъмули pDDL2450 [,]. Ин далел бевосита аз натиҷаҳои озмоиши ин дастгоҳ, ки барои гирифтани сертификати FCC анҷом дода шудааст, бармеояд (нигаред ба саҳифаи 58). Натиҷаҳои санҷишро барои дастгоҳҳои бесими аз ҷониби FCC тасдиқшуда дар вебсайти FCC ID дидан мумкин аст бо ворид кардани ID мувофиқи FCC дар сатри ҷустуҷӯ, ки бояд дар тамғаи нишон додани навъи дастгоҳ бошад. ID-и FCC модули pDDL2450 NS916pDDL2450 аст.
Басомади канали радио
Аз муодилаи диапазон Аз ин равшан бармеояд, ки басомади амалиётӣ камтар аст , доираи муошират ҳамон қадар зиёдтар аст . Вале биёед ба хулосабарорй шитоб накунем. Гап дар он аст, ки дигар параметрҳои ба муодила дохилшуда низ аз басомад вобастаанд. Масалан, антенна фоида меорад и аз басомад дар ҳолате вобаста аст, ки андозаи максималии мавҷгирҳо собит, ки ин махз дар амал ба амал меояд. Гирифтани антенна , ки бо воҳидҳои беандоза (вақт) ифода шудааст, метавонад аз рӯи майдони физикии антенна ифода карда шавад ба таври зерин
(3)
ки — самаранокии диафрагмаи мавҷгир, яъне таносуби майдони самараноки мавҷгири ба майдони физикӣ (вобаста ба тарҳи мавҷгир) .
Аз Дарҳол маълум мешавад, ки барои майдони мавҷгири собит фоида мутаносибан ба квадрати басомад меафзояд. Биёед иваз кунем в , ки пештар аз нав навишта шуда буд истифодаи воҳидҳои беандоза барои фоидаи мавҷгир , , талафоти кабель , ва омили сустшавӣ , ва инчунин истифодаи Ватт барои и ба ҷои dBm. Баъд
(4)
коэффисиент дар куҷост як доимӣ барои андозагириҳои мавҷгири собит аст. Ҳамин тариқ, дар ин вазъият диапазони алоқа ба басомад мустақиман мутаносиб аст, яъне ҳар қадаре ки басомад баланд бошад, диапазон ҳамон қадар зиёд мешавад. Хулоса. Бо андозаҳои собит мавҷгирҳо, зиёд кардани басомади алоқаи радиоӣ боиси афзоиши диапазони алоқа тавассути беҳтар кардани хосиятҳои самти мавҷгирҳо мегардад. Вале бояд дар назар дошт, ки баробари зиёд шудани басомад сустшавии мавчхои радио дар атмосфера, ки дар натичаи газхо, борон, жола, барф, туман ва абрхо ба амал меоянд, кам мешавад. . Илова бар ин, бо зиёд шудани дарозии роҳ, сустшавӣ дар атмосфера низ меафзояд. Аз хамин сабаб барои хар як рох ва шароити миёнаи обу хаво дар он арзиши муайяни максималии басомади интиқолдиҳанда мавҷуд аст, ки бо сатҳи иҷозатдодашудаи сустшавии сигнал дар атмосфера маҳдуд мешавад. Ичозат дихед халли охирини масъалаи таъсири басомади радиоканалро ба диапазони алока ба участкае гузорем, ки дар он таъсири сатхи Замин ва атмосфера ба пахншавии мавчхои радио дида баромада мешавад.
Антеннаҳо
Диапазони алоқа бо чунин параметри мавҷгир, ба монанди фоида муайян карда мешавад (дар истилоҳоти инглисӣ фоида), бо dBi чен карда мешавад. Фоида як параметри муҳими таркибӣ мебошад, зеро он ба назар мегирад: (1) қобилияти мавҷгир барои тамаркуз кардани энергияи интиқолдиҳанда ба сӯи қабулкунанда дар муқоиса бо радиатори изотропӣ (аз ин рӯ, индекси i дар dBi); (2) талафот дар худи антенна [,]. Барои зиёд кардани доираи алоқа, шумо бояд мавҷгирҳоеро интихоб кунед, ки аз ҷиҳати параметрҳои вазн ва андоза ва имкониятҳои системаи роҳнамо мувофиқанд. Қобилияти мавҷгир барои мутамарказ кардани энергия ройгон нест, балки танҳо тавассути зиёд кардани андозаҳои (диафрагии) антенна. Масалан, мавҷгири қабулкунанда ҳар қадар калонтар бошад, ҳамон қадар майдони он метавонад барои ҷамъоварӣ кардани энергия барои интиқол ба вуруди қабулкунанда зиёдтар бошад ва энергияи зиёдтар бошад, сигнали қабулкунанда ҳамон қадар қавӣ мешавад, яъне доираи алоқа зиёд мешавад. Ҳамин тариқ, шумо бояд аввал дар бораи андозаҳои максималии мавҷгири, ки ба мушкилоти ҳалшаванда мувофиқанд, қарор қабул кунед ва майдони ҷустуҷӯро бо ин параметр маҳдуд кунед ва сипас модели мушаххаси мавҷгириро бо таваҷҷӯҳ ба фоидаи ҳадди аксар ҷустуҷӯ кунед. Параметри дуюми муҳими антенна барои амалия паҳнои нур аст [,], бо дараҷаҳои кунҷӣ чен карда мешавад. Одатан, паҳнои нур ҳамчун кунҷи байни ду самти фазоӣ аз маркази мавҷгир муайян карда мешавад, ки дар он фоидаи мавҷгир аз ҳадди аксар барои ин мавҷгир 3 дБ кам мешавад. Паҳнои намуна дар азимут ва баландӣ метавонад хеле фарқ кунад. Ин параметр бо андозаҳои мавҷгир мувофиқи қоида зич алоқаманд аст: андозаҳои калонтар - паҳнои чӯбро хурдтар. Ин параметр мустақиман ба муодилаи диапазон дохил карда нашудааст, аммо маҳз ҳамин параметр талаботро барои системаи роҳнамоии мавҷгири истгоҳи заминӣ (GS) дар UAV муайян мекунад, зеро GS, чун қоида, мавҷгирҳои самти баландро истифода мебарад, ҳадди аққал дар ҳолатҳое, ки дар он доираи ҳадди аксар иртибот бо UAV афзалиятнок аст. Дарвоқеъ, то он даме, ки системаи пайгирии NS дақиқии кунҷи нишон додани мавҷгириро ба UAV ба нисфи паҳнои намуна ё камтар аз он таъмин кунад, сатҳи сигнали қабулшуда/бершуда аз ҳадди аксар аз 3 дБ паст нахоҳад шуд. Дар ҳеҷ сурат набояд нисфи паҳнои нури мавҷгири интихобшуда аз хатои кунҷии системаи ишоратии мавҷгири NS дар азимут ё баландӣ камтар бошад.
Кабелхо
Барои ба ҳадди аксар расонидани диапазони алоқа, шумо бояд ноқилҳоро бо сустшавии хаттии камтарин (камшавии ноқил ё талафи кабел) истифода баред. кор мекунанд басомади радиои NS-UAV. Пастшавии хаттӣ дар ноқил ҳамчун таносуби сигнал дар баромади сегменти кабели 1 м (дар системаи метрӣ) ба сигнали вуруди сегменти ноқил муайян карда мешавад, ки бо дБ ифода шудааст. Талафоти кабел ба муодилаи диапазон дохил карда шудааст , бо рохи зарб задани сустшавии хатти ба дарозии кабел муайян карда мешаванд. Ҳамин тариқ, барои ба даст овардани ҳадди имкон диапазони алоқа, шумо бояд ноқилҳоро бо сустшавии хаттии камтарин истифода баред ва дарозии ин кабелҳоро кам кунед. Дар NS, воҳидҳои модем бояд бевосита дар сутуни назди мавҷгирҳо насб карда шаванд. Дар корпуси UAV модем бояд то ҳадди имкон ба антеннаҳо наздик бошад. Инчунин зарур аст, ки импеданси сими интихобшударо тафтиш кунед. Ин параметр бо Ом чен карда мешавад ва одатан ба 50 ё 75 Ом баробар аст. Муқовимати ноқил, пайвасткунаки мавҷгири модем ва пайвасткунаки худи антенна бояд баробар бошад.
Таъсири сатхи Замин
Дар ин бахш мо паҳншавии мавҷҳои радиоро дар сатҳи ҳамвор ё баҳр дида мебароем. Чунин вазъият аксаран дар амалияи истифодабарии ҳавопаймоҳо ба амал меояд. Мониторинги UAV аз болои қубурҳо, хатҳои барқ, зироатҳои кишоварзӣ, бисёр амалиётҳои ҳарбӣ ва махсус - ҳамаи инро ин модел хуб тасвир кардааст. Таҷрибаи инсонӣ ба мо манзараеро тасвир мекунад, ки дар он муоширати байни объектҳо имконпазир аст, агар онҳо дар майдони намоёни мустақими оптикии ҳамдигар бошанд, вагарна иртибот ғайриимкон аст. Аммо мавҷҳои радио ба диапазони оптикӣ тааллуқ надоранд, бинобар ин вазъият бо онҳо то андозае дигар аст. Дар ин бобат, барои таҳиякунанда ва оператори UAV муфид аст, ки ду далели зеринро ба ёд оранд.
1. Алоқа дар диапазони радио ҳатто дар сурати мавҷуд набудани дидани мустақим байни NS ва UAV имконпазир аст.
2. Таъсири сатхи зеризаминй ба алока бо ИНФ хатто хангоми мавчуд набудани объектхо дар хатти оптикии NS-UAV хис карда мешавад.
Барои фаҳмидани хусусиятҳои паҳншавии мавҷи радио дар наздикии сатҳи Замин, шинос шудан бо мафҳуми майдони назарраси паҳншавии мавҷҳои радио муфид аст. . Дар сурати мавҷуд набудани ягон объект дар минтақаи назарраси паҳншавии мавҷҳои радио, ҳисобҳои диапазонро метавон бо истифода аз формулаҳои фазои озод анҷом дод, яъне. в ба 0 баробар гирифтан мумкин аст. Агар объектҳо дар минтақаи муҳим мавҷуд бошанд, пас ин корро кардан мумкин нест. Дар расми. 1 дар нуқтаи А як эмитенти нуқтае мавҷуд аст, ки дар баландӣ ҷойгир аст дар болои сатхи Замин, ки энергияи электромагнитиро ба хамаи самтхо бо шиддати баробар мебарорад. Дар нуқтаи B дар баландии барои чен кардани шиддати майдон приёмник мавчуд аст. Дар ин модел, минтақаи муҳими паҳншавии мавҷи радио эллипсоид бо фокусҳо дар нуқтаҳои А ва В мебошад.
Райс. 1. Майдони назарраси паҳншавии мавҷҳои радио
Радиуси эллипсоид дар қисми «ғафстарин»-и он бо ифода муайян карда мешавад
(5)
Аз равшан аст, ки ба басомад вобаста аст мутаносибан баръакс, камтар , эллипсоид "ғафстар" ( дар расми. 1). Гайр аз ин, «гафсии» эллипсоид бо зиёд шудани масофаи байни объектхои алока зиёд мешавад. Барои мавҷҳои радио метавонад арзиши хеле таъсирбахш дошта бошад, пас кай 10 км, Мо 2.45 ГГц мегирем 50÷60 м.
Биёед ҳоло объекти ношаффофро дида бароем, ки дар секунҷаи хокистарӣ дар расм тасвир шудааст. 1. Он ба паҳншавии мавҷҳои радио бо басомад таъсир мерасонад , зеро он дар минтақаи назарраси паҳншавӣ ҷойгир аст ва ба паҳншавии мавҷҳои радио бо басомад амалан таъсир намерасонад. . Барои мавҷҳои радио дар диапазони оптикӣ (нур), арзиш хурд аст, бинобар ин таъсири сатхи Замин ба пахншавии нур дар амал хис карда намешавад. Бо назардошти он, ки сатхи Замин кура аст, бо зиёд шудани масофа фаҳмидан осон аст , сатҳи зеризаминӣ торафт бештар ба минтақаи назарраси паҳншавӣ ҳаракат мекунад ва ба ин васила ҷараёни энергияро аз нуқтаи А то нуқтаи В манъ мекунад - охири ҳикоя, иртибот бо UAV қатъ мешавад. Объектхои дигари хатсайр, ба монанди релефи нохамвор, бинохо, чангалхо ва гайра низ ба коммуникацияхо таъсир мерасонанд.
Акнун биёед ба расм назар андозем. 2, ки дар он объекти ношаффоф майдони назарраси паҳншавии мавҷи радио бо басомадро пурра фаро мегирад , муоширатро дар ин басомад ғайриимкон месозад. Дар баробари ин, алоқа оид ба басомад низ имконпазир аст, зеро як қисми энергия аз болои объекти ношаффоф "ҷаҳида" мешавад. Ҳар қадар басомад пасттар бошад, ҳамон қадар мавҷи радио метавонад аз уфуқи оптикӣ дуртар паҳн шавад ва алоқаи устуворро бо UAV нигоҳ дорад.
Райс. 2. Фарогирии майдони назарраси паҳншавии мавҷҳои радио
Дарачаи таъсири сатхи Замин ба алока ба баландии антеннахо низ вобаста аст и . Чӣ қадаре ки баландии мавҷгирҳо зиёд бошад, ҳамон қадар масофае, ки нуқтаҳои А ва В-ро аз ҳам ҷудо кардан мумкин аст, бе он ки ашёҳо ё сатҳи зеризаминӣ ба як минтақаи муҳим афтода шаванд.
Вақте ки объект ё сатҳи зеризаминӣ ба як минтақаи муҳим ҳаракат мекунад, қувваи майдон дар нуқтаи В ларзиш мешавад , яъне он аз қувваи миёнаи майдон ё калонтар ё камтар хоҳад буд. Ин аз сабаби инъикоси энергия аз объект ба амал меояд. Энергияи инъикосшударо дар нуқтаи В бо энергияи асосӣ дар фаза илова кардан мумкин аст - пас баландшавии қувваи майдон ё дар антифаза ба амал меояд - пас дар қувваи майдон коҳиш (ва хеле амиқ) ба амал меояд. Барои фаҳмидани хусусиятҳои иртибот бо UAVs ин таъсирро дар хотир доштан муҳим аст. Аз байн рафтани иртибот бо UAV дар масофаи муайян метавонад аз сабаби кам шудани қувваи маҳаллӣ аз сабаби ларзишҳо ба амал ояд, яъне агар шумо масофаи бештар парвоз кунед, пайвастшавиро барқарор кардан мумкин аст. Талафоти ниҳоии иртибот танҳо пас аз он ба амал меояд, ки майдони назаррас аз ҷониби объектҳо ё сатҳи зеризаминӣ пурра баста мешавад. Минбаъд, усулҳои мубориза бо оқибатҳои ларзишҳои қувваи майдон пешниҳод карда мешаванд.
Формулаҳо барои ҳисоб кардани омили сустшавӣ Дар вакти пахн кардани мавчхои радио дар сатхи хамвори Замин, онхо махсусан барои масофахо хеле мураккабанд , аз диапазони уфуки оптикй зиёд аст . Аз ин рӯ, ҳангоми баррасии минбаъдаи масъала мо бо истифода аз маҷмӯи барномаҳои компютерии муаллифӣ ба моделсозии математикӣ муроҷиат мекунем. Биёед вазифаи маъмулии интиқоли видеоро аз UAV ба NS бо истифода аз модеми 3D Link баррасӣ кунем аз ширкати Geoscan. Маълумоти ибтидоӣ чунин аст.
1. Баландии васлкунии мавҷгири NS: 5 м.
2. Баландии парвози ҳавопаймои бесарнишин: 1000 м.
3. Басомади радио: 2.45 ГГц.
4. Гирифтани мавҷгири NS: 17 дБ.
5. Гирифтани мавҷгири UAV: 3 дБ.
6. Қувваи интиқолдиҳанда: +25 дБм (300 мВт).
7. Суръати канали видеоӣ: 4 Мбит/с.
8. Ҳассосияти қабулкунанда дар канали видеоӣ: −100.4 дБм (барои басомади басомади бо сигнали 12 МГс ишғолшуда).
9. Замин: хоки хушк.
10. Поляризатсия: амудӣ.
Масофаи хатти дидани ин маълумотҳои ибтидоӣ 128.8 километр хоҳад буд. Натиҷаҳои ҳисоб дар шакли қувваи сигнал дар вуруди қабулкунаки модем бо дБм дар расми 3 оварда шудаанд. XNUMX.
Райс. 3. Қувваи сигнал дар вуруди қабулкунандаи модеми 3D Link
Каҷи кабуд дар расм. 3 қувваи сигнал дар вуруди қабулкунаки NS аст, хати рости сурх ҳассосияти ин қабулкуниро нишон медиҳад. Меҳвари X диапазонро бо километр ва меҳвари Y қудратро бо дБм нишон медиҳад. Дар он нуқтаҳои диапазон, ки каҷи кабуд дар болои сурх ҷойгир аст, қабули мустақими видео аз UAV имконпазир аст, вагарна алоқа вуҷуд надорад. График нишон медихад, ки дар натичаи ларзишхо дар масофаи 35.5—35.9 километр ва минбаъд дар масофаи 55.3—58.6 километр талафи алока ба амал меояд. Дар ин ҳолат, ҷудошавии ниҳоӣ хеле дуртар - пас аз 110.8 километр парвоз ба амал меояд.
Тавре ки дар боло зикр гардид, пастшавии қувваи майдон аз сабаби илова кардани антифаза дар ҷойгиршавии антеннаи NS сигнали мустақим ва сигнали аз сатҳи Замин инъикосшуда ба вуҷуд меояд. Шумо метавонед бо иҷрои 2 шарт аз гум шудани иртибот дар NS дар натиҷаи нокомиҳо халос шавед.
1. Модемро дар NS бо ҳадди аққал ду канали қабул (гуногунии RX), масалан 3D Link истифода баред .
2. Антеннаҳои қабулкунандаро дар сутуни NS ҷойгир кунед гуногун баландй.
Фосилаи баландии мавҷгирҳои қабулкунанда бояд тавре анҷом дода шавад, ки пастшавии шиддати майдон дар ҷойгиршавии як мавҷгир бо сатҳҳои баландтар аз ҳассосияти қабулкунанда дар ҷойгиршавии мавҷгири дигар ҷуброн карда шавад. Дар расми. Дар расми 4 натиҷаи ин равиш дар ҳолате нишон дода шудааст, ки як мавҷгири NS дар баландии 5 м (каҷи кабуди кабуд) ва дигаре дар баландии 4 м (каҷи нуқтаҳои кабуд) ҷойгир аст.
Райс. 4. Қувваи сигнал дар вуруди ду қабулкунаки модеми 3D Link аз мавҷгирҳои дар баландиҳои гуногун ҷойгиршуда
Аз расми. Дар расми 4 самарабахшии ин усул равшан нишон дода шудааст. Воқеан, дар тамоми масофаи парвози UAV, то масофаи 110.8 км, сигнал дар вуруди ҳадди аққал як қабулкунаки NS аз сатҳи ҳассосият зиёд аст, яъне видеои борт дар тамоми масофаи парвоз қатъ карда намешавад. .
Аммо усули пешниҳодшуда барои баланд бардоштани эътимоднокии радиои UAV→NS танҳо кӯмак мекунад, зеро қобилияти насб кардани антеннаҳо дар баландиҳои гуногун танҳо дар NS мавҷуд аст. Дар ДАВО аз 1 метр ҷудо кардани мавҷгирҳоро таъмин кардан имконнопазир аст. Барои баланд бардоштани эътимоднокии радиои NS→UAV, усулҳои зеринро истифода бурдан мумкин аст.
1. Сигнали интиқолдиҳандаи NS-ро ба мавҷгире, ки аз UAV сигнали пурқувваттар мегирад, интиқол диҳед.
2. Рамзҳои фазо-вақтро истифода баред, ба монанди рамзи Аламутӣ .
3. Технологияи беамформинги мавҷгириро бо қобилияти назорат кардани қувваи сигнали ба ҳар як мавҷгири ирсолшуда истифода баред.
Усули якум дар масъалаи иртибот бо UAV ба оптималӣ наздик аст. Ин оддӣ аст ва дар он тамоми энергияи интиқолдиҳанда ба самти дуруст - ба мавҷгири беҳтарин ҷойгир карда шудааст. Масалан, дар масофаи 50 км (ниг. ба расми 4) сигнали передатчик ба антеннаи дар масофаи 5 метр овезон ва дар масофаи 60 км — ба антеннае, ки дар масофаи 4 метр овезон аст, дода мешавад. Ин усул дар модеми 3D Link истифода мешавад . Усули дуюм маълумоти априориро дар бораи ҳолати канали алоқаи UAV→NS истифода намебарад (сатҳи сигналҳои қабулшуда дар баромадҳои антенна), бинобар ин энергияи интиқолдиҳандаро байни ду мавҷгир баробар тақсим мекунад, ки ин ногузир боиси талафоти энергия мегардад, зеро як Антеннаҳо метавонанд дар қувваи майдони сӯрох бошанд. Усули сеюм аз ҷиҳати сифати коммуникатсия ба усули якум баробар аст, аммо татбиқи он хеле мушкилтар аст.
Биёед минбаъд масъалаи таъсири басомади мавҷи радиоро ба диапазони алоќа бо UAV бо назардошти таъсири сатњи зеризаминї дида бароем. Дар боло нишон дода шуд, ки зиёд кардани басомад фоидаовар аст, зеро бо андозаҳои собит антеннаҳо, ин боиси зиёд шудани доираи алоқа мегардад. Бо вуҷуди ин, масъалаи вобастагӣ басомад ба назар гирифта нашудааст. Аз аз ин бармеояд, ки таносуби фоидаи мавҷгирҳо дар майдони баробар ва барои кор дар басомадҳо пешбинӣ шудаанд и , баробар аст
(6)
барои 2450 МГс; Мо 915 МГс мегирем 7.2 (8.5 дБ). Ин тақрибан дар амал рӯй медиҳад. Биёед, масалан, параметрҳои мавҷгирҳои зеринро аз Wireless Instruments муқоиса кунем:
- WiBOX PA 0809-8V [13] (басомад: 0.83–0.96 ГГц; паҳнои нур: 70°/70°; фоида: 8 dBi);
- WiBOX PA 24-15 [14] (басомад: 2.3–2.5 ГГц; паҳнои нур: 30°/30°; фоида: 15 dBi).
Муқоиса кардани ин антеннаҳо қулай аст, зеро онҳо дар ҳамон корпусҳои 27x27 см сохта шудаанд, яъне майдони якхела доранд. Дар хотир доред, ки афзоиши мавҷгир бо 15−8=7 дБ фарқ мекунад, ки ба арзиши ҳисобшудаи 8.5 дБ наздик аст. Аз хусусиятҳои мавҷгирҳо инчунин маълум аст, ки паҳнои шакли мавҷгир барои диапазони 2.3–2.5 ГГц (30°/30°) нисбат ба паҳнои мавҷгири диапазони 0.83–0.96 ду маротиба тангтар аст. ГГц (70°/70°), яъне фоидаи мавҷгирҳои дорои андозаҳои якхела воқеан аз ҳисоби беҳтар шудани хосиятҳои самт меафзояд. Бо назардошти он ки дар хатти алока 2 антенна истифода мешавад, таносуби 2∙8.5=17 дБ мешавад. Ҳамин тариқ, бо ҳамон андозаҳои мавҷгири, буҷети энергетикии пайванди радио бо басомад 2450 МГс аз буҷаи хат бо басомад 17 дБ зиёдтар хоҳад буд 915 МГц. Ҳангоми ҳисобкунӣ, мо инчунин он чизро ба назар мегирем, ки UAV-ҳо, чун қоида, антеннаҳои камчинро истифода мебаранд, ки андозаҳои онҳо барои мавҷгирҳои панели NS муҳим нестанд. Аз ин рӯ, мо фоидаи мавҷгири UAV-ро барои басомадҳо қабул мекунем и баробар. Онхое. фарқияти буҷети энергетикии хатҳо 8.5 дБ не, балки 17 дБ хоҳад буд. Натиљањои њисобкунї, ки барои ин маълумоти ибтидої ва баландии 5 м антеннаи NS гузаронида шудааст, дар расми 5 нишон дода шудааст. XNUMX.
Райс. 5. Қувваи сигнал дар вуруди қабулкунанда барои алоқаҳои радио, ки дар басомадҳои 915 ва 2450 МГс кор мекунанд
Аз расми. 5 равшан нишон медиҳад, ки диапазони иртибот бо афзоиши басомади корӣ ва ҳамон майдони мавҷгири NS аз 96.3 км барои алоқаи радио бо басомади 915 МГс то 110.8 км барои истинод бо басомади 2450 МГс меафзояд. . Аммо, хати 915 МГс басомади ларзиши камтар дорад. Камтар аз ларзишҳо маънои коҳиши камтари қувваи майдонро дорад, яъне эҳтимолияти кам кардани қатъи иртибот бо UAV дар тамоми масофаи парвоз. Шояд маҳз ҳамин далел маъруфияти диапазони мавҷи радиоии суб-гигагерсро барои хатҳои алоқаи фармондеҳӣ ва телеметрӣ бо UAV ҳамчун боэътимодтарин муайян мекунад. Ҳамзамон, ҳангоми иҷрои маҷмӯи амалҳои дар боло тавсифшуда барои муҳофизат аз ларзишҳои қувваи майдон, алоқаҳои радиоӣ дар диапазони гигагерт тавассути беҳтар кардани хосиятҳои самти мавҷгирҳо доираи бештари алоқаро таъмин мекунанд.
Аз баррасии расм. 5 инчунин ба хулосае омадан мумкин аст, ки дар минтакаи соя (пас аз 128.8 километр) паст кардани басомади кори хатти ало-ка маъно дорад. Дарвоқеъ, дар нуқтаи тақрибан -120 дБм каҷҳои барқ барои басомадҳо и бурида мешавад. Онхое. Ҳангоми истифодаи қабулкунакҳое, ки ҳассосияташон аз -120 дБм беҳтар аст, алоқаи радиоӣ дар басомади 915 МГс доираи дарозтари алоқаро таъмин мекунад. Аммо, дар ин ҳолат, маҷрои зарурии пайванд бояд ба назар гирифта шавад, зеро барои чунин арзиши ҳассосияти баланд, суръати иттилоот хеле паст хоҳад буд. Масалан, модеми 3D Link Гарчанде ки он то −122 дБм ҳассосиятро таъмин мекунад, суръати интиқоли иттилоот (дар ҳарду самт) 23 кбит/сонияро ташкил медиҳад, ки ин аслан барои иртиботи KTRL бо UAV кифоя аст, аммо барои интиқоли видео аз он бешубҳа кофӣ нест. тахта. Ҳамин тариқ, диапазони суб-гигагерс дар ҳақиқат нисбат ба диапазони гигагерц барои KTRL каме бартарӣ дорад, аммо ҳангоми ташкили хатҳои видео хусусиятҳоро ба таври возеҳ гум мекунад.
Ҳангоми интихоби басомади радио, шумо инчунин бояд сустшавии сигналро ҳангоми паҳншавии он тавассути атмосфераи Замин ба назар гиред. Барои алоқаи NS-UAV, сустшавӣ дар атмосфера аз ҳисоби газҳо, борон, жола, барф, туман ва абрҳо ба амал меояд. . Барои басомадҳои кории пайвандҳои радиоӣ камтар аз 6 ГГц, сустшавии газҳоро метавон сарфи назар кард . Заифии шадидтарин дар боришоти борон, махсусан шиддатнокии баланд (боришҳо) мушоҳида мешавад. Ҷадвали 1 маълумотро нишон медиҳад бо пастшавии хатӣ [дБ/км] дар боронҳои шиддатнокии гуногун барои басомадҳои 3-6 ГГц.
Љадвали 1. Пастшавии хаттии мављњои радио [дБ/км] дар боронњои шиддатнокии гуногун вобаста ба басомад
Басомад [ГГц] 3 мм/соат (заиф)
12 мм/соат (мӯътадил)
30 мм / соат (қавӣ)
70 мм/соат (борон)
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
Аз миз 1 аз ин бармеояд, ки масалан, дар басомади 3 ГГц пастшавӣ дар душ тақрибан 0.0087 дБ / км хоҳад буд, ки дар роҳи 100 км 0.87 дБ камшавии умумиро медиҳад. Баробари зиёд шудани басомади кори алокаи радио сустшавии борон якбора зиёд мешавад. Барои басомади 4 ГГц пастшавӣ дар душ дар ҳамон роҳ аллакай 9.1 дБ ва дар басомадҳои 5 ва 6 ГГц мутаносибан 28 ва 57 дБ хоҳад буд. Аммо дар ин маврид тахмин карда мешавад, ки борон бо шиддати додашуда дар тамоми маршрут, ки дар амал хеле кам ба амал меояд. Аммо хангоми истифода бурдани самолётхои ДВВ дар махалхое, ки борони шадид тез-тез борид, тавсия дода мешавад, ки басомади кори алокаи радио аз 3 ГГц поёнтар интихоб карда шавад.
Эълон
1. Смородинов А. Хабр. 2019.
2. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Пахн кардани мавчхои радио ва кори алокахои радио. Пайвастшавӣ. Москва. 1971.
3.
4.
5.
6.
7.
8. CA Баланис. Назарияи антенна. Таҳлил ва тарҳрезӣ. Нашри чорум. Ҷон Уайли ва писарон. 2016.
9. Мақолаи Википедиа.
10. Мақолаи Википедиа.
11.
12. СМ Аламутӣ. "Усули оддии гуногунии интиқол барои алоқаи бесим." Маҷаллаи IEEE оид ба соҳаҳои интихобшуда дар коммуникатсия. 16 (8): 1451–1458.
13.
14.
Манбаъ: will.com