Нам өндрийн эдийн засаг эрчимтэй хөгжиж байгаа энэ үед нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгсэл (UAVs) нь зөвхөн тусгаарлагдсан нисдэг төхөөрөмж байхаа больсон, харин дэвшилтэт харилцаа холбоо, навигаци, алсын удирдлага (CNR) функцуудыг нэгтгэсэн ухаалаг агаарын хөдөлгөөнт зангилаа болж хувирсан. Хотын логистик, эрчим хүчний шугамын үзлэг, аврах ажиллагаа гэх мэт хувилбаруудад eVTOL (цахилгаан босоо хөөрөх болон буух онгоц) болон үйлдвэрлэлийн зориулалттай UAV-уудыг өргөнөөр ашигласнаар нам өндрийн цахилгаан соронзон орчин улам бүр төвөгтэй болж байна.
Цахилгаан соронзон долгион ба радио давтамжийн урд талын хоорондох чухал интерфейсийн хувьд антенны дизайны чанар нь холбооны хүрээ, байршлын нарийвчлал, бүхэл системийн аюулгүй байдлын чадавхийг шууд тодорхойлдог. Энэхүү нийтлэл нь мэргэжлийн антенны инженерийн үүднээс видео дамжуулах, навигаци, эсрэг арга хэмжээ гэсэн гурван үндсэн чиглэлийн техникийн өнөөгийн сорилтууд, үндсэн шийдэл, ирээдүйн чиг хандлагын талаар гүнзгий дүн шинжилгээ хийх болно.
Өндөр нарийвчлалтай, хоцрогдол багатай дүрс дамжуулах нь нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийн (UAVs) үйл ажиллагаанд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Одоогийн байдлаар 4K/8K хэт өндөр нарийвчлалтай видео урсгал болон дижитал болон ухаалаг сүлжээний мэдээллийн олон сувгийг дамжуулах эрэлт нь видео дамжуулах антенуудад маш их шаардлага тавьж байгаа бөгөөд тэдгээр нь 'өндөр ашиг, өргөн зурвасын өргөн, авсаархан' байхыг шаарддаг.
1.1 Олон зурвасын ба хэт өргөн зурвасын (UWB) технологи
Уламжлалт UAV-ууд нь ихэвчлэн өөр өөр давтамжийн зурваст тусдаа антен ашигладаг (жишээлбэл, засгийн газрын 1.4 GHz сүлжээ, 2.4 GHz/5.8 GHz аж үйлдвэрийн болон иргэний зурвас гэх мэт). Энэхүү 'нэг давтамж, нэг антен' загвар нь онгоцны их хэмжээний гадаргуугийн талбайг их хэмжээгээр зарцуулаад зогсохгүй антеннуудыг бие биендээ хэт ойрхон байрлуулсанаас болж хүчтэй интермодуляцийн хөндлөнгийн оролцоо (PIM) болон цахилгаан соронзон нийцтэй байдлын (EMC) асуудалд хүргэдэг.
Орчин үеийн антенны инженерчлэлийн зонхилох хандлага бол Хэт Өргөн зурвасын (UWB) фрактал загвар эсвэл олон горим, олон давтамжтай хуваалцсан антенны технологийг нэвтрүүлэх явдал юм.
Фрактал антен: Геометрийн фракталуудын ижил төстэй байдлыг ашигласнаар антен нь олон салангид давтамжийн зурваст нэгэн зэрэг цуурайтдаг бөгөөд ингэснээр өмнө нь шаардлагатай гурван антенны нэгжийг нэг нэгжээр сольдог.
Олон давхаргат бага температурт хамтран галладаг керамик (LTCC) интеграци: RF-ийн урд хэсэгт мультиплексор болон антенныг нэгтгэснээр шүүлтүүр, эсэргүүцлийн тохируулга болон цацрагийн элементийг нэг нэгж болгон нэгтгэж, самбар дээрх ачааллыг эрс багасгадаг.
Нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийн (UAVs) аэродинамик тохиргоог алдагдуулахгүйн тулд аэродинамик чирэгдэлийг багасгахын тулд конформ антенны технологи нь гадаад ташуурын антеннуудыг хурдан сольж байна.
Дроны далавчны урд ирмэг, буух хэрэгсэл эсвэл нийлмэл их биений дотор талд микро туузан засварын массив болон уян хатан хэвлэмэл хэлхээний (FPC) антеннуудыг шууд бөгөөд нууцлагдмал байдлаар нэгтгэснээр 'ямар ч саадгүй' суурилуулалтыг хангана. Гэсэн хэдий ч конформын загвар нь ихэвчлэн агаарын хүрээний муруйлтаар хязгаарлагддаг бөгөөд энэ нь цацрагийн хэв маягийг амархан гажилтанд хүргэдэг. Инженерүүд гадаргын долгионыг удирдах метаматериалуудыг нэвтрүүлж, антенн нь бүх чиглэлийн тойрог, дугуй туйлшралын шинж чанарыг агаарын хөлгийн байрлалыг эрс өөрчилсөн үед ч (жишээ нь шумбах, өндөр өнцгөөр эргэх гэх мэт) хадгалж, улмаар видео дамжуулалтын олон замаас үүдэлтэй зураг урагдах, анивчихыг үр дүнтэйгээр дарж байна.
2. UAV навигацийн антенны технологи: Системийн хэмжээнд өндөр нарийвчлалтай, RF-ийн урд талын хөндлөнгийн эсэргүүцэл
Навигацийн системүүд нь UAV-ийн 'нүд' болдог. Энэ нь сантиметрийн түвшний бие даасан хяналт шалгалт хийдэг үйлдвэрлэлийн UAV эсвэл олон нийтийн аюулгүй байдлыг хангахад ашигладаг тусгай төхөөрөмж эсэхээс үл хамааран тогтвортой, найдвартай хиймэл дагуулын навигацийн системд (GNSS) ихээхэн тулгуурладаг.
2.1 Системийн хэмжээнд олон давтамжтай өндөр нарийвчлалтай байрлал тогтоох
RTK (Бодит цагийн кинематик) болон PPP (Нарийвчлалын цэгийн байршил) техникийн шаардлагыг хангахын тулд орчин үеийн UAV навигацийн антеннууд нь Хятадын BeiDou (B1/B2/B3), АНУ-ын GPS (L1/B2/B3), АНУ-ын GPS (L1/B2/B3), ОХУ-ын GLNASSile-с зэрэг дэлхийн томоохон навигацийн системийн бүх давтамжийн зурвасыг нэгэн зэрэг хамрах чадвартай байх ёстой.
Инженерийн дизайны хувьд өндөр нарийвчлалтай навигацийн антенныг үнэлэх гол хэмжүүр нь фазын төвийн өөрчлөлт (PCV) юм.
Инженерүүд антенны цахилгаан фазын төв ба физик төв нь орон зайн миллиметрийн дотор давхцаж байхын тулд олон тэжээлийн сүлжээний загварыг ашигладаг.
Бага өндрийн өнцгөөр антенны ашиг олох ажиллагааг оновчтой болгосноор нисгэгчгүй онгоц нь хотын хавцал, ой мод зэрэг хүнд хэцүү цахилгаан соронзон орчинд хангалттай тооны 'намхан өндрийн хиймэл дагуул' дээр түгжиж, улмаар байрлалаа алдахаас сэргийлж чадна.
2.2 Дөрвөлжин хэлбэртэй мушгиа антенны хувьсал ба жижигрүүлэх
Бага оврын болон хэрэглээний зориулалттай дронуудад дөрвөлжин хэлбэртэй мушгиа антенн (QHA) нь бүтцийн өвөрмөц давуу талтай тул илүүд үздэг. QHA нь маш сайн дугуй туйлшралын цэвэршилт (өөрөөр хэлбэл маш бага тэнхлэгийн харьцаа) ба бараг төгс хагас бөмбөрцөг цацрагийн хэв маягийг том металл газардуулгагүйгээр дамжуулах чадвартай.
Технологийн дэвшлийн өнөөгийн чиглэл нь диэлектрик субстрат болгон өндөр диэлектрик тогтмол богино долгионы керамик эдлэлийг ашиглах явдал юм. Диэлектрик тогтмолыг нэмэгдүүлснээр антенны физик хэмжээсийг 60% -иас их хэмжээгээр бууруулж болно. Цаашилбал, нэгдсэн өндөр шугаман чанар багатай чимээ шуугиантай өсгөгч (LNA) болон өндөр Q гадаргуугийн акустик долгион (SAW)/ бөөн акустик долгион (BAW) шүүлтүүртэй хослуулснаар газар дээр суурилсан суурь станцаас (5G/6G дохио гэх мэт) хүчтэй гармоник хөндлөнгийн оролцоог эх үүсвэр дээр нь шүүж болно.
3. Дронтой тэмцэх антенны технологи: Цахилгаан соронзон түгжрэлээс шилжих шилжилт нэгдсэн холбоо, мэдрэгч, тооцоололд
Нам уулын эдийн засгийн өсөлт нь хууль бус 'хар нислэг' нисгэгчгүй онгоцноос хамгаалах технологийг шинэчлэх зайлшгүй шаардлагатай болж байна. Уламжлалт эсрэг арга хэмжээ авах антеннуудад голчлон бүх чиглэлтэй, өндөр хүчин чадалтай түгжрэлийг ашигладаг; Энэхүү 'шатсан шороо' арга нь эргэн тойрон дахь иргэний харилцаа холбооны сүлжээнд саад учруулах өндөр магадлалтай. Шинэ үеийн эсрэг арга хэмжээ авах антенны технологи нь оюун ухаан, чиглэл, харилцаа холбоо, мэдрэгч, тооцоолол зэргийг нэгтгэх чиглэлд хөгжиж байна.
Нам өндрийн агаарын орон зайг 5G-A (5G-Advanced) болон ирээдүйн 6G сүлжээгээр бүрхсэнээр нэгдсэн мэдрэгч ба холбооны (ISAC) антеннууд нь RF-ийн салбарт хамгийн сүүлийн үеийн судалгааны сэдэв болсон.
Эсэргүүцлийн системүүд нь зөвхөн ганц 'гадмер' байхаа больсон, харин радарын илрүүлэлт болон цахилгаан соронзон даралтыг нэгтгэсэн ухаалаг терминал болж хувирсан.
Идэвхтэй электрон сканнердсан массив (AESA) антеннууд: Дижитал цацраг үүсгэх (DBF) алгоритмуудтай хослуулан эсрэг арга хэмжээ авах массивууд нь хэт богино хугацаанд (миллисекундын масштабаар) өндөр ашиг тустай нарийн цацрагийг нэгтгэж, холын зайд нэвтэрч буй UAV-д цахилгаан соронзон интерференцийг чиглүүлэх боломжтой.
Дахин тохируулах боломжтой Ухаалаг Мета гадаргуу (RIS): Бодит цаг хугацаанд мета гадаргуугийн элементүүдийн үе шатыг динамикаар өөрчилснөөр эдгээр системүүд туссан эсвэл дамжуулсан цацрагийг уян хатан байдлаар удирдаж, бага чадалтай, бүх чиглэлтэй, хэмнэлттэй цахилгаан соронзон хашаа барих боломжийг олгодог.
3.2 Хэт өргөн зурвасын чиглэлийг дарах ба дасан зохицох цацрагийн ховил
Орчин үеийн хууль бус нисгэгчгүй нисэх онгоцууд нь алсын удирдлага, видео дамжуулахад давтамжийн үсрэлттэй спектрийн (FHSS) технологи, стандарт бус давтамжийн зурвасыг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд энэ нь маш өргөн динамик үйл ажиллагааны хүрээтэй байхын тулд эсрэг арга хэмжээ авах антеныг шаарддаг.
Логарифмын үечилсэн диполь (LPDA) болон өндөр ашиг тустай эвэр антенны массивууд нь хэт өргөн зурвасын шинж чанараараа зөөврийн 'гацах буу' болон суурин хамгаалалтын станцуудад өргөн хэрэглэгддэг. Түгжрэлийн үйл ажиллагааны явцад ээлтэй хууль ёсны агаарын хөлгийн барьцааны хохирлын асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд орчин үеийн эсрэг арга хэмжээ авах антенны системүүд нь дасан зохицох цацрагийг устгах технологийг нэвтрүүлсэн. Дижитал дохиог боловсруулах тал дээр антенн нь зөвшөөрөлгүй нисгэгчгүй онгоцууд руу чиглэгддэг бол нөхөрсөг цагдаа, аврах нисгэгчгүй онгоцууд эсвэл ойролцоох иргэний үндсэн станцуудын чиглэлд автоматаар цахилгаан соронзон ховил (жишээ нь цацрагийн ашиг нь тэгтэй ойролцоо байдаг сохор цэг) үүсгэж, улмаар аюулгүй байдлын хамгаалалтгүй, найрсаг харилцаа холбоогоор тодорхойлогддог дэвшилтэт хамгаалалтын тохиргоог бий болгодог.
4. Антенны инженерчлэлийн технологийн тойм ба ирээдүйн төлөв
Ирээдүйд нам өндөрт харилцаа холбоо, навигаци болон эсрэг арга хэмжээ авах антенны технологиуд нь тусдаа хөгжлийн замыг дагахаа больж, харин гүн гүнзгий нэгтгэх, жижигрүүлэх, оюун ухааны шинж чанаруудыг харуулах болно.
Антенны инженерүүдийн хувьд ирээдүйн сорилтууд нь зөвхөн RF-ийн техник хангамжийн дизайнаас гадна дэвшилтэт физик цахилгаан соронзон, хамгийн сүүлийн үеийн материалын шинжлэх ухаан, хиймэл оюун ухааны алгоритмуудыг хэрхэн саадгүй нэгтгэх вэ гэдэгт оршино. Нарийн уулын нарийн төвөгтэй сувгууд дахь цахилгаан соронзонгийн хил хязгаарыг тасралтгүй шахах нь нам өндөрт байгаа зүйлсийн найдвартай, үр ашигтай, саадгүй интернетийг бий болгох тулгын чулуу юм.
