تجزیه و تحلیل جامع فرکانس‌های رایج برای آنتن‌های پهپاد در سیستم پیچیده یک پهپاد، آنتن مانند «پایان‌های عصبی» خود عمل می‌کند، و وظایف اصلی دریافت سیگنال و Tr را بر عهده می‌گیرد.

در سیستم پیچیده یک پهپاد، آنتن مانند «پایان‌های عصبی» خود عمل می‌کند و وظایف اصلی دریافت و انتقال سیگنال را بر عهده می‌گیرد. فرکانس پذیرفته شده توسط آنتن یک پارامتر کلیدی است که به طور مستقیم کیفیت ارتباط، فاصله انتقال و سناریوهای قابل اجرا پهپاد را تعیین می کند. با نفوذ عمیق فناوری هواپیماهای بدون سرنشین در زمینه هایی مانند سرگرمی مصرف کنندگان، نقشه برداری و نقشه برداری صنعتی، و نجات اضطراری، الزامات مختلف ماموریت باعث استفاده دقیق از فرکانس های متعدد شده است. در ادامه تحلیلی سیستماتیک از فرکانس های رایج آنتن های پهپادها و مشخصات فنی آن ها ارائه شده است.

I. باند فرکانس 840.5-845MHz

این باند فرکانس به عنوان هسته برای لینک کنترل از راه دور بالابر پهپادهای غیرنظامی عمل می کند. در میان آنها، محدوده 841-845 مگاهرتز می تواند هر دو کنترل از راه دور uplink و عملکردهای تله متری downlink را از طریق فناوری مالتی پلکسی تقسیم زمانی یکپارچه کند. از نظر انتشار امواج رادیویی، طول موج طولانی‌تر آن، سیگنال را با قابلیت پراش عالی می‌بخشد، که می‌تواند به طور موثر از محافظت در برابر موانع مانند درختان و ساختمان‌های کم ارتفاع جلوگیری کند و پایداری ارتباط را در زمین‌های پیچیده تضمین کند. در کاربردهای عملی، پهپادهای عملیاتی در ارتفاع پایین با الزامات ایمنی دقیق پرواز (مانند پهپادهای بازرسی قدرت) معمولاً از این باند فرکانس استفاده می کنند. انتقال فرمان قابل اطمینان خطر از دست دادن کنترل را کاهش می دهد و آن را به ویژه برای عملیات در خوشه های ساختمان شهری یا مناطق تپه ای مناسب می کند.

II. باند فرکانس 1430-1444 مگاهرتز

باند فرکانس 1430-1444 مگاهرتز به عنوان باند فرکانس اختصاصی برای انتقال داده‌های بدون سرنشین هواپیماهای غیرنظامی غیرنظامی، دارای تقسیم‌بندی عملکردی اصلاح‌شده است: بخش 1430-1438 مگاهرتز برای انتقال ویدئویی از هواپیماهای بدون سرنشین و هلیکوپترهای پلیس تعیین شده است، که به دلیل ویژگی‌های مشخصه‌های عملیات پلیسی با وضوح بالا، تقاضا برای انتقال بی‌درنگ با وضوح بالا را برآورده می‌کند. بخش 1438-1444 مگاهرتز به پهپادهای درجه صنعتی پاسخ می دهد و انتقال اطلاعاتی مانند پارامترهای پرواز و داده های نقشه برداری را بر عهده می گیرد. در پروژه های نقشه برداری مهندسی در مقیاس بزرگ، این باند فرکانسی می تواند داده های زمین را با دقتی در سطح سانتی متر به طور موثر انتقال دهد و پشتیبانی کامل از داده ها را برای مدل سازی و تحلیل بعدی فراهم کند. راندمان انتقال و پایداری آن به ویژه در عملیات های طولانی مدت برجسته است.

III. باند فرکانس 2.4 گیگاهرتز (2400-2476 مگاهرتز)

باند فرکانس 2.4 گیگاهرتز به دلیل بلوغ فنی و مزیت های هزینه آن به گزینه اصلی برای پهپادهای مصرفی تبدیل شده است. مزایای اصلی آن به شرح زیر است: به اشتراک گذاری منابع باند فرکانس با دستگاه های غیر نظامی مانند Wi-Fi و بلوتوث به طور قابل توجهی هزینه های تحقیق و توسعه و ساخت ماژول های ارتباطی را کاهش می دهد. طول موج کوتاه‌تر آن درجه خاصی از پراش را در محیط‌های شهری امکان‌پذیر می‌کند و به آن اجازه می‌دهد با موانع کوچکی مانند درختان و تیرهای تلفن کنار بیاید. با این حال، باز بودن این باند فرکانس معایب قابل توجهی نیز به همراه دارد - مناطق متراکم از تجهیزات (مانند مکان های نمایشگاهی بزرگ) مستعد تداخل الکترومغناطیسی هستند که ممکن است فاصله ارتباطی را بیش از 30٪ کاهش دهد یا حتی باعث قطع سیگنال شود. با این وجود، در سناریوهایی مانند عکاسی هوایی در مقیاس کوچک و سرگرمی های خانگی، باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز مقرون به صرفه ترین گزینه باقی می ماند.

IV. باند فرکانس 5.8 گیگاهرتز (5725-5829 مگاهرتز)

باند فرکانس 5.8 گیگاهرتز به دلیل مزیت پهنای باند آن به انتخاب ارجح برای پهپادهای حرفه ای تبدیل شده است. پهنای باند 104 مگاهرتز آن می‌تواند از انتقال پایدار ویدیوهای با کیفیت بالا با سرعت 4K/60 فریم بر ثانیه پشتیبانی کند و نیازهای انتقال تصویر با کیفیت بالا را در برنامه‌هایی مانند عکاسی هوایی فیلم و تشخیص تصویربرداری حرارتی خطوط برق برآورده کند. در مقایسه با باند فرکانس 2.4 گیگاهرتز، این باند دارای تراکم تجهیزات کمتری است، با تداخل الکترومغناطیسی تا بیش از 60٪ کاهش می یابد، به طور قابل توجهی ثبات ارتباطات را در مناطق باز بهبود می بخشد. با این حال، یک اشکال آشکار دارد: ماهیت موج میلی متری منجر به تضعیف سریع سیگنال می شود و فاصله انتقال هنگام عبور از ساختمان های بزرگ یا کوه ها به شدت کاهش می یابد. بنابراین برای سناریوهای باز مانند حفاظت از محصولات ساده و گشت های دریایی مناسب تر است.

V. باندهای فرکانس تابع کمکی

باندهای فرکانس اجتناب از موانع و رادار

سیستم اجتناب از مانع پهپادهای غیرنظامی عمدتاً از رادار میکرو توان باند فرکانس 24-24.25 گیگاهرتز استفاده می کند. امواج رادار در این باند می توانند به رسانه های مزاحم مانند باران، مه و شن نفوذ کنند و امکان تشخیص دقیق موانع را در فاصله 0.5 تا 50 متری فراهم کنند و داده های قابل اعتمادی را برای الگوریتم های اجتناب از مانع مستقل ارائه دهند. در مدل های پیشرفته، از رادارهای باند فرکانسی 60 گیگاهرتز و 77 گیگاهرتز برای افزایش دقت تشخیص استفاده می شود. به عنوان مثال، ارتفاع سنج رادار NRA24 ناری فناوری می تواند دقت اندازه گیری 0.02 ± متر را حتی در زمین های پیچیده حفظ کند.

باندهای فرکانس ناوبری ماهواره ای

موقعیت یابی و ناوبری هواپیماهای بدون سرنشین به سیگنال های ماهواره ای چند سیستمی متکی است: باندهای L1 (1575.42 مگاهرتز)، L2 (1227.60 مگاهرتز) و L5 (1176.45 مگاهرتز) همراه با B1 (1561.098 مگاهرتز)، B2 (1207 مگاهرتز)، B2 (12107 مگاهرتز)، B2 (12107 مگاهرتز) گروه های بیدو، یک سیستم مکمل را تشکیل می دهند. از طریق محاسبه همجوشی چند فرکانسی، خطاهای موقعیت یابی را می توان در فاصله 1 متری کنترل کرد و پایداری ناوبری را می توان در محیط های پیچیده مانند دره ها و دره های شهری حفظ کرد.

VI. باندهای فرکانس برنامه ویژه

باندهای فرکانس 433 مگاهرتز و 915 مگاهرتز

این دو باند فرکانسی به دلیل ویژگی های طول موج بلندشان برای انتقال داده با سرعت پایین ایده آل هستند. ماژول SiK Radio بر اساس پروتکل MavLink می تواند به انتقال فرمان در طول 10 کیلومتر در زمین های پیچیده مانند مناطق کوهستانی از طریق باندهای 433MHz/915MHz دست یابد. دستگاه هایی مانند کنترل از راه دور DragonLink هنگام استفاده از این باند فرکانسی، 50 درصد قابلیت ضد تداخل بهتری در مقایسه با دستگاه های 2.4 گیگاهرتزی دارند. با این حال، سرعت انتقال تقریباً 100 کیلوبیت در ثانیه، آن را به انتقال دستورات پرواز و پارامترهای وضعیت محدود می‌کند و باعث می‌شود سیگنال‌های ویدیویی را حمل نکند.

باند فرکانس 700 مگاهرتز

700 مگاهرتز که به عنوان 'باند فرکانس طلایی برای ارتباطات' شناخته می شود، ارزش منحصر به فردی در ارتباطات اضطراری دارد. هنگامی که پهپاد ارتباطی اضطراری 5G پخش چین به ایستگاه پایه این باند فرکانس مجهز شود، می تواند به پوشش سیگنال 72 کیلومتر مربع در ارتفاع 4000 متری دست یابد، با RSRP (قدرت دریافتی سیگنال مرجع) پایدار در -92dBm، که در پوشش 2-3 برابر کارآمدتر از طرح های معمولی است. در طول امداد و نجات در زلزله، پهپاد 'Wing Loong' به سرعت یک شبکه ارتباطی موقت با استفاده از باند 700 مگاهرتز ایجاد کرد و از خدمات صوتی و پیامکی روان در منطقه نجات اطمینان حاصل کرد.

باندهای فرکانس فیوژن 5G

باند موج میلی متری 26 گیگاهرتز، با نرخ انتقال 10 گیگابیت بر ثانیه، به حامل اصلی برای ارتباطات پهپاد در ارتفاع پایین تبدیل شده است. در آزمایش‌هایی که در پارک صنعتی پهپاد Yanqing پکن انجام شد، این باند موقعیت‌یابی در سطح سانتی‌متری و تعامل داده‌های بی‌درنگ را برای 100 پهپاد فعال کرد. باند 4.9 گیگاهرتز که به صورت پیوسته کار می کند، محدودیت نفوذ امواج میلی متری را با پوشش وسیع خود برطرف می کند. شبکه حسگر مشترکی که توسط این دو تشکیل شده است می‌تواند هم نیازهای انتقال تصویر با سرعت بالا و هم نیازهای کنترل مسافت طولانی را برآورده کند و پشتیبانی فنی را برای تدارکات هواپیماهای بدون سرنشین شهری فراهم کند.

باندهای فرکانس تصویربرداری سنجش از دور

در تشخیص سنجش از دور، باندهایی مانند Ku (12-18 گیگاهرتز)، X (8-12 گیگاهرتز)، و L (1-2 گیگاهرتز) هر کدام نقاط قوت خود را دارند: باند Ku برای نقشه برداری از زمین با وضوح بالا مناسب است، باند X می تواند به لایه های ابر برای به دست آوردن اطلاعات سطح نفوذ کند، و باند L در نظارت بر روی گیاه عالی است. سیستم MiniSAR دو بانده فناوری Zhanjiang (Ku+X) می‌تواند داده‌های زمین در سطح سانتی‌متری و اطلاعات تغییر شکل سطح را از طریق همجوشی داده‌های چند باندی ارائه دهد و دقت پایش بلایای زمین‌شناسی را به طور قابل‌توجهی بهبود بخشد.

انتخاب فرکانس‌های پهپاد اساساً تطبیق دقیق ویژگی‌های فنی و الزامات سناریو است: باندهای طول موج کوتاه راندمان انتقال را در اولویت قرار می‌دهند، باندهای طول موج بلند بر قابلیت پوشش تمرکز دارند و باندهای موج میلی‌متری بر دقت تشخیص تأکید دارند. با توسعه فناوری 6G و باندهای تراهرتز، ارتباطات هواپیماهای بدون سرنشین در آینده به همکاری تمام فرکانس در 'یکپارچه سازی فضا-هوا-زمین' پی خواهد برد و چشم انداز وسیع تری را برای کاربردهای صنعتی باز خواهد کرد.