Mitme antenniga kaasdisain nelikkopteri UAV-dele

Mitme antenniga kaasdisain nelikkopteri UAV-dele

UAV-sid kasutatakse laialdaselt sõjalises ja tsiviilsektoris.

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

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 signaali kõikumiste leevendamiseks kasutatakse konformset konstruktsiooni. Neli 5G antenni ja kaks 1,4G 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 signaali kõikumiste leevendamiseks kasutatakse konformset konstruktsiooni. Neli 5G antenni ja kaks 1,4G antenni rakendatakse 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 2,35–2,54 GHz ja säilitavad isolatsiooni üle 20 dB.

2,4GHz antenni S-parameetrid

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