Fócas ar Threochtaí Cumarsáide ar Airde Íseal i dTeicneolaíochtaí Tarchuir Físeáin Drone, Loingseoireachta agus Frithbhearta

I gcomhthéacs an gheilleagair íseal-airde ag éirí faoi lán seoil, ní crua-earraí eitilte scoite amháin atá i bhfeithiclí aerfheithiclí gan fhoireann (UAVanna) a thuilleadh, ach tá siad tagtha chun cinn ina nóid aerghluaiste Chliste a chomhtháthaíonn feidhmeanna cumarsáide, loingseoireachta agus cianrialaithe (CNR). Le cur i bhfeidhm forleathan eVTOLs (aerárthaí leictreacha éirí de thalamh agus tuirlingthe) agus UAVanna de ghrád tionsclaíochta i gcásanna mar lóistíocht uirbeach, cigireacht línte cumhachta agus tarrtháil éigeandála, tá an timpeallacht leictreamaighnéadach íseal-airde ag éirí níos casta.

Mar an comhéadan ríthábhachtach idir tonnta leictreamaighnéadacha agus deireadh tosaigh an mhinicíocht raidió, cinneann cáilíocht dearadh antenna go díreach raon cumarsáide, cruinneas suímh agus cumais slándála an chórais iomláin. Soláthróidh an t-alt seo anailís dhomhain ar dhúshláin theicniúla reatha, réitigh phríomhshrutha agus treochtaí sa todhchaí thar thrí phríomhréimse - tarchur físeáin, loingseoireacht agus frithbhearta - ó pheirspictíocht innealtóir aeróige gairmiúil.

1. Teicneolaíocht antenna tarchurtha físe UAV: ​​bandaleithead ard, dearadh comhréireach il-minicíochta agus oiriúnú cainéal

Tá tarchur íomhá ard-sainmhínithe, íseal-latency lárnach d’oibriú aerfheithiclí gan fhoireann (UAVanna). Faoi láthair, cuireann an t-éileamh ar shruthanna físe ultra-ard-sainmhíniú 4K/8K agus ilbhealaí sonraí líonraithe digiteacha agus cliste an-éilimh ar antennas tarchurtha físeáin, rud a éilíonn orthu a bheith 'ardghnóthachan, bandaleithead leathan agus dlúth'.

1.1 Teicneolaíocht Ilbhanda agus Ultra-leathanbhanda (UWB).

Is gnách go n-úsáideann UAVanna traidisiúnta aeróga ar leith le haghaidh bannaí minicíochta oibriúcháin éagsúla (amhail an líonra tiomnaithe rialtais 1.4 GHz agus na bannaí tionsclaíocha agus sibhialta 2.4 GHz/5.8 GHz). Ní hamháin go n-ídíonn an dearadh ‘minicíocht amháin, aeróg amháin’ méid suntasach d’achar dromchla an fhráma aerfhráma ach is cúis le trasnaíocht idirmhodúil thromchúiseach (PIM) agus saincheisteanna comhoiriúnachta leictreamaighnéadacha (EMC) mar gheall ar na haeróga a bheith suite ró-ghar dá chéile.

Is é an treocht atá i réim in innealtóireacht antenna nua-aimseartha ná glacadh le dearaí fractal Ultra-Wideband (UWB) nó teicneolaíochtaí antenna roinnte il-mhodh, il-minicíochta.

Antenna Fractal: Trí úsáid a bhaint as féin-chosúlacht na bhfractal geoiméadrach, athshonraíonn an t-aeróg go comhuaineach thar il-bhannaí minicíochta scoite, agus mar sin cuirtear aonad amháin in ionad na dtrí aonad aeróg a bhí ag teastáil roimhe seo.

Comhtháthú Ceirmeach Comhbhreoslaithe Íseal-Teocht Íseal (LTCC): Tríd an ilphléacsóir agus an t-antenna a chomhtháthú laistigh den deireadh tosaigh RF, déantar scagadh, meaitseáil impedance agus an eilimint radiating a chomhcheangal in aonad amháin, ag laghdú go mór an t-ualach ar bord.

1.2 Aeróga Comhfhoirmiúla agus Radaíocht Ardghnóthachain Olltreo

Chun cur isteach ar chumraíocht aerdinimiciúil aerfheithiclí gan fhoireann (UAVanna) a sheachaint agus chun tarraingt aerdinimiciúil a laghdú, tá teicneolaíocht antenna comhréireach go tapa ag athsholáthar antennas fuip seachtracha.

Trí eagair paiste microstrip agus antennas ciorcaid phriontáilte solúbtha (FPC) a chomhtháthú go díreach agus go discréideach isteach i imeall tosaigh sciatháin an drone, an fearas tuirlingthe nó an taobh istigh den fhuselage ilchodach, baintear amach suiteáil 'gan uaim'. Mar sin féin, is minic a chuireann cuaire an aerfhráma srian ar dhearaí comhréireachta, rud a d'fhéadfadh saobhadh an phatrún radaíochta a bheith mar thoradh go héasca. Tá innealtóirí ag tabhairt isteach meta-ábhair chun tonnta dromchla a ionramháil, ag cinntiú go gcoimeádann an t-antenna ciorclaíocht omnidirectional den scoth agus tréithe polaraithe ciorclach fiú le linn athruithe suntasacha ar dhearcadh an aerfhráma (cosúil le tumthaí nó casadh ard-uillinn), rud a shochtadh go héifeachtach cuimilt íomhá nó flickering i tarchur físeáin de bharr éifeachtaí ilbhealaigh.

2. Teicneolaíocht Antenna Loingseoireachta UAV: ​​Ard-chruinneas ar fud an Chórais agus Friotaíocht i mBaineann Tosaigh RF

Feidhmíonn córais loingseoireachta mar 'súile' UAV. Cibé an UAV tionsclaíoch é a dhéanann iniúchtaí uathrialacha ar leibhéal ceintiméadar nó trealamh speisialaithe a úsáidtear ar mhaithe le sábháilteacht an phobail, braitheann an dá cheann go mór ar chórais loingseoireachta satailíte atá cobhsaí agus iontaofa (GNSS).

2.1 Suíomh Ard-Beachtais Il-Minicíochta ar fud an Chórais

Chun riachtanais theicniúla RTK (Fíor-Ama Cinematic) agus PPP (Suíomh Pointe Beachtais) a chomhlíonadh, ní mór d’aeróga loingseoireachta UAV nua-aimseartha a bheith in ann bannaí minicíochta de phríomhchórais loingseoireachta an domhain a chlúdach ag an am céanna, lena n-áirítear BeiDou na Síne (B1/B2/B3), GPS na SA (L1/L2/L5), GLONASS na Rúise agus Galileo na hEorpa.

I ndearadh innealtóireachta, is é an croí-mhéadrach chun antennas loingseoireachta ardchruinneas a mheas ná Athrú Lárionad Céime (PCV).

Úsáideann innealtóirí dearadh líonra ilfhothaithe lena chinntiú go bhfuil lárionad céime leictrigh agus lárionad fisiciúil na haeróige ag teacht go spásúil laistigh den mhilliméadar.

Trí fheabhas a chur ar fheidhmíocht ghnóthachan na n-aeróg ag uillinneacha ísle ingearchló, is féidir leis an dróin fós líon dóthanach de 'shatailítí íseal-airde' a ghlasáil i dtimpeallachtaí leictreamaighnéadacha dúshlánacha, amhail canyons uirbeacha agus limistéir choillte, rud a chuireann cosc ​​​​ar chailliúint suímh.

 

2.2 Éabhlóid agus Miniaturization na hAintéine Helix Quadrifilar

I drones beaga agus de réir grád tomhaltóra, is é an t-antenna helix quadrifilar (QHA) an rogha is fearr mar gheall ar a buntáistí struchtúracha uathúla. Tá an QHA in ann íonacht polaraithe ciorclach den scoth a sheachadadh (.i. cóimheas aiseach thar a bheith íseal) agus patrún radaíochta hemispherical gar-foirfe gan gá le plána talún miotail mór.

Baineann treo reatha an dul chun cinn teicneolaíochta le húsáid criadóireacht micreathonn ard-thréleictreach mar an tsubstráit tréleictreach. Trí mhéadú ar an tairiseach tréleictreach, is féidir toisí fisiceacha an antenna a laghdú níos mó ná 60%. Ina theannta sin, nuair a chuirtear le chéile le haimplitheoir ardlíneachta íseal-torainn comhtháite (LNA) agus scagairí toinne fuaimiúil dromchla ard-Q (SAW)/bulctonnta fuaimiúla (BAW), is féidir trasnaíocht armónach láidir ó bhunstáisiúin talamh-bhunaithe (cosúil le comharthaí 5G/6G) a scagadh amach ag an bhfoinse.

3. Teicneolaíocht Antenna Frithbhearta Drone: An t-aistriú ó Jamming Leictreamaighnéadacha go Cumarsáid Chomhtháite , Braite agus Ríomhaireacht

Mar gheall ar an mborradh sa gheilleagar ísealairde tá gá le huasghrádú a dhéanamh ar theicneolaíochtaí cosanta i gcoinne drones mídhleathacha ‘eitilte dubha’. Úsáideann antennas frithbhearta traidisiúnta den chuid is mó jamming omnidirectional, ard-chumhachta; is dóichí go gcuirfidh an cur chuige ‘scorched earth’ seo isteach ar líonraí cumarsáide sibhialtach mórthimpeall. Tá teicneolaíocht aeróg frithbhearta den ghlúin nua ag forbairt i dtreo na hintleachta, na treorach agus comhtháthú na cumarsáide, braite agus ríomhaireachta.

3.1 5G-A Braiteadh agus Cumarsáid Chomhtháite agus Eagar Céimnithe Meitedhromchla

Le clúdach ar aerspás íseal-airde ag 5G-A (5G-Advanced) agus líonraí 6G sa todhchaí, tá antennas Braite agus Cumarsáide Comhtháite (ISAC) tagtha chun bheith ina ábhar taighde ceannródaíoch sa réimse RF.

Ní “seammers” singil a thuilleadh iad córais frithbhearta, ach is críochfoirt chliste iad a chomhtháthaíonn braite radair agus cosc ​​leictreamaighnéadach.

Aintíní Gníomhacha Eagar Scanta Leictreonaí (AESA): In éineacht le halgartaim um Léimformáil Dhigiteach (DBF), is féidir le eagair frithbhearta bíomaí caola ardghnóthachain a shintéisiú i dtréimhse ama an-ghearr (scála milleasoicind) chun trasnaíocht leictreamaighnéadach a dhíriú ar UAVanna ionsáite ar raon fada.

Meiteashonraí In-athchumraithe Chliste (RIS): Trí chéim na n-eilimintí metadhromchla a athrú go dinimiciúil i bhfíor-am, is féidir leis na córais seo bíomaí frithchaite nó tarchurtha a ionramháil go solúbtha, rud a chumasaíonn tógáil sconsaí leictreamaighnéadacha ísealchumhachta, omnidirectional agus cost-éifeachtach.

3.2 Ultra-leathanbhanda faoi chois Treo agus Notching Bhíoma Oiriúnaitheach

Is minic a úsáideann UAVanna aindleathacha nua-aimseartha teicneolaíocht speictrim scaipthe hopping minicíochta (FHSS) agus bannaí minicíochta neamhchaighdeánacha le haghaidh cianrialú agus tarchur físeáin, rud a éilíonn antennas frithbhearta chun raon oibriúcháin dinimiciúil thar a bheith leathan a bheith acu.

Úsáidtear dépholach logartamach-tréimhseach (LPDA) agus eagair aeróige adharc ard-ghnóthachain go forleathan i 'gunnaí subha' iniompartha agus i stáisiúin chosanta seasta mar gheall ar a saintréithe ultra-leathanbhanda. Chun aghaidh a thabhairt ar an tsaincheist a bhaineann le damáiste comhthaobhach d’aerárthaí dlisteanacha cairdiúil le linn oibríochtaí subh, tá teicneolaíocht neamhnithe léasaithe oiriúnaitheach tugtha isteach ag córais antenna frithbhearta nua-aimseartha. Ar thaobh próiseála comhartha digiteach, cé go bhfuil an t-antenna dírithe ar dhrones neamhúdaraithe, féadann sé notches leictreamaighnéadacha a chruthú go huathoibríoch (ie spotaí dalla ina bhfuil an gnóthachan radaíochta gar do nialas) i dtreo póilíneachta cairdiúil agus drones tarrthála nó bunstáisiúin sibhialtach in aice láimhe, agus ar an mbealach sin baintear amach cumraíocht chosanta chun cinn arb iad is sainairíonna é 'buaileann beachta, treorach gan aon tionchar ar chumarsáid chairdiúil'.

4. Achoimre agus Dearcadh don Todhchaí do Theicneolaíocht Innealtóireachta Antenna

Sa todhchaí, ní leanfaidh teicneolaíochtaí aeróige cumarsáide, loingseoireachta agus frithbhearta íseal-airde cosáin forbartha iargúlta a thuilleadh, ach ina ionad sin léireoidh siad tréithe comhtháthaithe domhain, miniaturization agus faisnéis:

 

Maidir le hinnealtóirí antenna, ní hamháin go mbeidh dúshláin na todhchaí i ndearadh na crua-earraí RF féin, ach freisin maidir le conas leictreamaighnéadaíocht fhisiceach chun cinn, eolaíocht ábhair nua-aimseartha agus halgartaim hintleachta saorga a chomhtháthú gan uaim. Is bunchloch é teorainneacha na leictreamaighnéadacha a bhrú go leanúnach ar chainéil chasta íseal-airde chun Idirlíon Rudaí atá slán, éifeachtach agus gan uaim a thógáil.