Monen antennin yhteissuunnittelu Quadcopter UAV:ille

Monen antennin yhteissuunnittelu Quadcopter UAV:ille

UAV:ita käytetään laajasti sotilas- ja siviilisektorilla.

Lennonohjausjärjestelmän lisäksi vakaa UAV-toiminta on vahvasti riippuvainen moniantennijärjestelmästä reaaliaikaista ulkoista tiedonvaihtoa varten. Tämä asiakirja esittelee räätälöidyn usean antennin suunnittelun nelikopteri-UAV-laitteille ja kertoo yksityiskohtaisesti, kuinka 8 antennia, jotka toimivat 6 taajuuskaistalla, on integroitu ahtaaseen tilaan tukemaan kestävää järjestelmäviestintää.

Suunnitteluvaatimukset:  Järjestelmä vaatii 8 antennia, jotka kattavat 6 taajuuskaistaa:

5G-kaistat:  Sisältää

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

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

1,4 GHz Taajuus:  1412-1497 MHz.

2,4 GHz Taajuus:  2412-2472 MHz.

Tilarajoitukset:  Käytettävissä oleva tila on erittäin rajallinen: roottorin kotelo on katkaistu (160 mm x 180 mm x 40 mm), jonka käyttöympärysmitta on 320 mm. Ylempi runko tarjoaa vain kaksi 20 mm x 44 mm aluetta antennin sijoittamista varten. Ensisijainen haaste on asentaa kaikki antennit säilyttäen samalla korkea signaalin eheys.

Tärkeimmät suunnitteluominaisuudet:

Yhdenmukainen roottoriantennirakenne:  Perinteisten ulkoisten antennien roottorin pyörimisen aiheuttamien signaalien vaihteluiden vähentämiseksi käytetään konformista rakennetta. Neljä 5G-antennia ja kaksi 1,4G-antennia asetetaan suoraan roottorin katkaistun pinnan päälle. Optimoidulla syöttölinjan kompensoinnilla 5G-antennit kattavat 690-972 MHz ja 1,4 GHz:n antennit 1324-1592 MHz.

Simulaatio malli

Antenni kuva

Yhdenmukainen roottoriantennirakenne:  Perinteisten ulkoisten antennien roottorin pyörimisen aiheuttamien signaalien vaihteluiden vähentämiseksi käytetään konformista rakennetta. Neljä 5G-antennia ja kaksi 1,4G-antennia asetetaan suoraan roottorin katkaistun pinnan päälle. Optimoidulla syöttölinjan kompensoinnilla 5G-antennit kattavat 690MHz-972MHz, ja 1.4GHz antennit kattavat 1324MHz-1592MHz.

5G-antenniporttien heijastuskerroin

1.4G antenniporttien heijastuskerroin

Miniatyrisoitu runko-antennisuunnittelu: 

Simulaatio malli

Antenni kuva

Kaksi 2,4 GHz:n antennia on sijoitettu symmetrisesti runkoon 44 mm x 20 mm jalanjäljen sisällä. Nämä käyttävät 3 mm:n FR4-substraatteja kapasitiivisella kompensoinnilla ja loispatchilla kaistanleveyden laajentamiseksi. Antennit saavuttavat heijastuskertoimen (S11) < -10 dB 2,35 GHz - 2,54 GHz sisällä ja säilyttävät yli 20 dB:n eristyksen.

2.4GHz antennin S-parametrit

Johtopäätös:  Yhdistämällä roottoreiden kaarevat muodolliset mallit miniatyyrisoituihin runko-antenneihin, nelikopterien moniantennijärjestelmien liitettävyyshaasteet ratkeavat tehokkaasti. Kenttätestit osoittavat, että järjestelmä ylläpitää saumatonta viestintää jopa nopean lennon tai terävien liikkeiden aikana.