Kromě systému řízení letu se stabilní provoz UAV do značné míry opírá o víceanténní systém pro externí výměnu dat v reálném čase. Tento dokument představuje přizpůsobený návrh více antén pro kvadrokoptéry UAV a podrobně popisuje, jak je 8 antén pracujících v 6 frekvenčních pásmech integrováno v omezeném prostoru pro podporu robustní systémové komunikace.
Požadavky na konstrukci: Systém vyžaduje 8 antén pokrývajících 6 frekvenčních pásem:
5G pásma: Včetně
700 MHz (UL: 703–743 MHz, DL: 758–798 MHz)
900 MHz (UL: 889-915 MHz, DL: 934-960 MHz).
Pásmo 1,4 GHz: 1412-1497 MHz.
Pásmo 2,4 GHz: 2412-2472 MHz.
Prostorová omezení: Dostupný prostor je extrémně omezený: pouzdro rotoru je komolé (160 mm x 180 mm x 40 mm) s 320 mm využitelným obvodem. Horní část trupu poskytuje pouze dvě oblasti 20 mm x 44 mm pro umístění antény. Primární problém spočívá v osazení všech antén při zachování vysoké integrity signálu.
Klíčové vlastnosti designu:
Konstrukce konformní rotorové antény: Ke zmírnění kolísání signálu způsobeného rotací rotoru u tradičních externích antén se používá konformní konstrukce. Čtyři 5G antény a dvě 1,4G antény jsou aplikovány přímo na komolý povrch rotoru. S optimalizovanou kompenzací napájecího vedení pokrývají antény 5G 690 MHz-972 MHz a antény 1,4 GHz pokrývají 1324 MHz-1592 MHz.
Simulační model
Obrázek antény
Konstrukce konformní rotorové antény: Ke zmírnění kolísání signálu způsobeného rotací rotoru u tradičních externích antén se používá konformní konstrukce. Čtyři 5G antény a dvě 1,4G antény jsou aplikovány přímo na komolý povrch rotoru. S optimalizovanou kompenzací napájecího vedení pokrývají 5G antény 690 MHz-972 MHz a 1,4GHz antény pokrývají 1324MHz-1592MHz.
Koeficient odrazu 5G anténních portů
Koeficient odrazu anténních portů 1,4G
Design miniaturizované trupové antény:
Simulační model
Obrázek antény
Dvě 2,4GHz antény jsou umístěny symetricky na trupu v prostoru o rozměrech 44 mm x 20 mm. Ty využívají 3mm FR4 substráty s kapacitní kompenzací a parazitními záplatami pro rozšíření šířky pásma. Antény dosahují koeficientu odrazu (S11) < -10dB v rozsahu 2,35GHz-2,54GHz a udržují izolaci větší než 20dB.
S-parametry antény 2,4 GHz
Závěr: Kombinací zakřivených konformních konstrukcí na rotorech s miniaturizovanými trupovými anténami jsou efektivně vyřešeny problémy s konektivitou kvadrokoptérových multianténních systémů. Testy v terénu prokazují, že systém udržuje bezproblémovou komunikaci i během vysokorychlostního letu nebo ostrých manévrů.
