Mitme antenniga kaasdisain nelikkopteri UAV-dele

Mitme antenniga kaasdisain nelikkopteri UAV-dele

UAV-sid kasutatakse laialdaselt sõjalises ja tsiviilsektoris.

Lisaks lennujuhtimissüsteemile sõltub stabiilne UAV töö suuresti mitme antenni süsteemist reaalajas välise andmevahetuse jaoks. See dokument esitleb kohandatud mitme antenni disaini neljakopteri UAV-de jaoks, kirjeldades üksikasjalikult, kuidas 8 antenni, mis töötavad 6 sagedusribas, on integreeritud piiratud ruumi, et toetada tugevat süsteemisuhtlust.

Projekteerimisnõuded:  Süsteem vajab 8 antenni, mis katavad 6 sagedusriba:

5G ribad:  sealhulgas

700 MHz (UL: 703–743 MHz, DL: 758–798 MHz)

900 MHz (UL: 889–915 MHz, DL: 934–960 MHz).

1,4 GHz sagedusala:  1412–1497 MHz.

2,4 GHz sagedusala:  2412–2472 MHz.

Ruumilised piirangud:  saadaolev ruum on äärmiselt piiratud: rootori korpus on 320 mm kasutatav ümbermõõt (160 mm x 180 mm x 40 mm). Ülemine kere annab antenni paigutamiseks ainult kaks 20 mm x 44 mm ala. Peamine väljakutse seisneb kõigi antennide paigaldamises, säilitades samal ajal signaali kõrge terviklikkuse.

Peamised disainifunktsioonid:

Konformne rootori antenni konstruktsioon:  traditsiooniliste välisantennide rootori pöörlemisest põhjustatud signaalikõikumiste leevendamiseks kasutatakse konformset disaini. Neli 5G antenni ja kaks 1,4 G antenni rakendatakse otse rootori katkisele pinnale. Optimeeritud toiteliini kompensatsiooniga katavad 5G antennid sagedustel 690–972 MHz ja 1,4 GHz antennid 1324–1592 MHz.

Simulatsioonimudel

Antenni pilt

Konformne rootori antenni konstruktsioon:  traditsiooniliste välisantennide rootori pöörlemisest põhjustatud signaalikõikumiste leevendamiseks kasutatakse konformset disaini. Neli 5G antenni ja kaks 1,4 G antenni kantakse otse rootori katkisele pinnale. Optimeeritud toiteliini kompensatsiooniga katavad 5G antennid sagedustel 690–972 MHz ja 1.4GHz antennid katavad 1324MHz-1592MHz.

5G antenniportide peegelduskoefitsient

1,4G antenniportide peegelduskoefitsient

Miniatuurne kereantenni disain: 

Simulatsioonimudel

Antenni pilt

Kaks 2,4 GHz antenni on paigutatud sümmeetriliselt kerele 44 mm x 20 mm jalajäljega. Need kasutavad ribalaiuse laiendamiseks 3 mm FR4 substraate, millel on mahtuvuslik kompensatsioon ja parasiitplaastrid. Antennid saavutavad peegeldusteguri (S11) < -10 dB vahemikus 2,35 GHz–2,54 GHz ja säilitavad isolatsiooni üle 20 dB.

2,4GHz antenni S-parameetrid

Järeldus:  ühendades rootorite kõverad konformsed konstruktsioonid miniatuursete kereantennidega, lahendatakse tõhusalt neljakopteri mitme antenni süsteemide ühenduvusprobleemid. Välikatsed näitavad, et süsteem hoiab sujuvat sidet isegi kiire lennu või järskude manöövrite ajal.