ட்ரோன் வீடியோ டிரான்ஸ்மிஷன், நேவிகேஷன் மற்றும் எதிர் அளவீட்டு ஆண்டெனா தொழில்நுட்பங்களில் குறைந்த உயரத்தில் உள்ள தகவல் தொடர்பு போக்குகளில் கவனம் செலுத்துங்கள்

குறைந்த உயரத்தில் பொருளாதாரம் முழு வீச்சில் தொடங்கும் பின்னணியில், ஆளில்லா வான்வழி வாகனங்கள் (UAV கள்) இனி தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பறக்கும் வன்பொருள் அல்ல, ஆனால் மேம்பட்ட தகவல் தொடர்பு, வழிசெலுத்தல் மற்றும் ரிமோட் கண்ட்ரோல் (CNR) செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்கும் அறிவார்ந்த வான்வழி மொபைல் முனைகளாக உருவாகியுள்ளன. நகர்ப்புற தளவாடங்கள், மின் இணைப்பு ஆய்வு மற்றும் அவசரகால மீட்பு போன்ற சூழ்நிலைகளில் eVTOL கள் (மின்சார செங்குத்து புறப்படும் மற்றும் தரையிறங்கும் விமானம்) மற்றும் தொழில்துறை தர UAV களின் பரவலான பயன்பாட்டுடன், குறைந்த உயரத்தில் உள்ள மின்காந்த சூழல் மிகவும் சிக்கலானதாகி வருகிறது.

மின்காந்த அலைகள் மற்றும் ரேடியோ அதிர்வெண் முன்-இறுதிக்கு இடையே உள்ள முக்கியமான இடைமுகமாக, ஆண்டெனா வடிவமைப்பின் தரம் முழு அமைப்பின் தகவல் தொடர்பு வரம்பு, பொருத்துதல் துல்லியம் மற்றும் பாதுகாப்பு திறன்களை நேரடியாக தீர்மானிக்கிறது. இந்தக் கட்டுரையானது தற்போதைய தொழில்நுட்பச் சவால்கள், முக்கிய தீர்வுகள் மற்றும் எதிர்காலப் போக்குகள் ஆகிய மூன்று முக்கியப் பகுதிகளில்—வீடியோ டிரான்ஸ்மிஷன், வழிசெலுத்தல் மற்றும் எதிர்நடவடிக்கைகள்—ஒரு தொழில்முறை ஆண்டெனா பொறியாளரின் பார்வையில் இருந்து ஆழமான பகுப்பாய்வை வழங்கும்.

1. UAV வீடியோ டிரான்ஸ்மிஷன் ஆண்டெனா தொழில்நுட்பம்: உயர் அலைவரிசை, பல அதிர்வெண் இணக்க வடிவமைப்பு மற்றும் சேனல் தழுவல்

ஆளில்லா வான்வழி வாகனங்களின் (UAVs) செயல்பாட்டிற்கு உயர்-வரையறை, குறைந்த-தாமத பட பரிமாற்றம் மையமாக உள்ளது. தற்போது, ​​4K/8K அல்ட்ரா-ஹை-டெபினிஷன் வீடியோ ஸ்ட்ரீம்கள் மற்றும் டிஜிட்டல் மற்றும் அறிவார்ந்த நெட்வொர்க் தரவுகளின் பல சேனல்களை அனுப்புவதற்கான தேவை வீடியோ டிரான்ஸ்மிஷன் ஆண்டெனாக்களில் தீவிர கோரிக்கைகளை வைக்கிறது.

1.1 மல்டி-பேண்ட் மற்றும் அல்ட்ரா-வைட்பேண்ட் (UWB) தொழில்நுட்பம்

பாரம்பரிய UAVகள் பொதுவாக வெவ்வேறு செயல்பாட்டு அதிர்வெண் பட்டைகளுக்கு (1.4 GHz அரசாங்க அர்ப்பணிக்கப்பட்ட நெட்வொர்க் மற்றும் 2.4 GHz/5.8 GHz தொழில்துறை மற்றும் சிவில் பேண்டுகள் போன்றவை) தனித்தனி ஆண்டெனாக்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த 'ஒரு அதிர்வெண், ஒரு ஆண்டெனா' வடிவமைப்பு, கணிசமான அளவு ஏர்ஃப்ரேம் மேற்பரப்புப் பகுதியைப் பயன்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், ஆண்டெனாக்கள் ஒன்றுக்கொன்று மிக நெருக்கமாக நிலைநிறுத்தப்படுவதால் கடுமையான இடைநிலை குறுக்கீடு (PIM) மற்றும் மின்காந்த இணக்கத்தன்மை (EMC) சிக்கல்களுக்கும் வழிவகுக்கிறது.

நவீன ஆண்டெனா பொறியியலில் நிலவும் போக்கு அல்ட்ரா-வைட்பேண்ட் (UWB) ஃப்ராக்டல் டிசைன்கள் அல்லது மல்டி-மோட், மல்டி-ஃப்ரீக்வென்சி ஷேர் ஆன்டெனா தொழில்நுட்பங்களை ஏற்றுக்கொள்வது ஆகும்.

ஃப்ராக்டல் ஆண்டெனா: வடிவியல் பின்னங்களின் சுய ஒற்றுமையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஆண்டெனா பல தனித்தனி அதிர்வெண் பட்டைகள் முழுவதும் ஒரே நேரத்தில் எதிரொலிக்கிறது, இதன் மூலம் முன்பு தேவைப்படும் மூன்று ஆண்டெனா அலகுகளை ஒரு அலகுடன் மாற்றுகிறது.

மல்டி-லேயர் லோ-டெம்பரேச்சர் கோ-ஃபைர்டு செராமிக் (எல்டிசிசி) ஒருங்கிணைப்பு: மல்டிபிளெக்சர் மற்றும் ஆன்டெனாவை RF முன்-இறுதிக்குள் ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், வடிகட்டுதல், மின்மறுப்பு பொருத்துதல் மற்றும் கதிர்வீச்சு உறுப்பு ஆகியவை ஒரே அலகாக இணைக்கப்பட்டு, ஆன்-போர்டு சுமையை கணிசமாகக் குறைக்கிறது.

1.2 கன்ஃபார்மல் ஆண்டெனாக்கள் மற்றும் ஓம்னி டைரக்ஷனல் ஹை-கெயின் கதிர்வீச்சு

ஆளில்லா வான்வழி வாகனங்களின் (யுஏவி) ஏரோடைனமிக் கட்டமைப்பில் சமரசம் செய்வதைத் தவிர்க்கவும், ஏரோடைனமிக் இழுவைக் குறைக்கவும், இணக்கமான ஆண்டெனா தொழில்நுட்பம் வெளிப்புற விப் ஆண்டெனாக்களை விரைவாக மாற்றுகிறது.

மைக்ரோஸ்ட்ரிப் பேட்ச் வரிசைகள் மற்றும் நெகிழ்வான அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் (FPC) ஆண்டெனாக்களை ட்ரோனின் இறக்கைகள், தரையிறங்கும் கியர் அல்லது கலப்பு ஃபியூஸ்லேஜின் உட்புறத்தில் நேரடியாகவும் விவேகமாகவும் ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், ஒரு 'தடையற்ற' நிறுவல் அடையப்படுகிறது. இருப்பினும், கன்ஃபார்மல் டிசைன்கள் பெரும்பாலும் ஏர்ஃப்ரேமின் வளைவால் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன, இது கதிர்வீச்சு வடிவத்தை எளிதில் சிதைக்க வழிவகுக்கும். பொறியாளர்கள் மேற்பரப்பு அலைகளைக் கையாள மெட்டா மெட்டீரியல்களை அறிமுகப்படுத்துகின்றனர், ஏர்ஃப்ரேமின் அணுகுமுறையில் (டைவ்ஸ் அல்லது ஹை-ஆங்கிள் டர்ன்கள் போன்றவை) கடுமையான மாற்றங்களின் போது கூட ஆண்டெனா சிறந்த சர்வ திசை சுற்றமைப்பு மற்றும் வட்ட துருவமுனைப்பு பண்புகளை பராமரிக்கிறது என்பதை உறுதிசெய்கிறது.

2. UAV வழிசெலுத்தல் ஆண்டெனா தொழில்நுட்பம்: கணினி அளவிலான உயர் துல்லியம் மற்றும் RF முன்-இறுதி குறுக்கீடு எதிர்ப்பு

வழிசெலுத்தல் அமைப்புகள் UAV இன் 'கண்களாக' செயல்படுகின்றன. சென்டிமீட்டர் அளவிலான தன்னாட்சி ஆய்வுகளைச் செய்யும் தொழில்துறை UAV அல்லது பொதுப் பாதுகாப்பிற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் சிறப்பு உபகரணமாக இருந்தாலும், இவை இரண்டும் நிலையான மற்றும் நம்பகமான செயற்கைக்கோள் வழிசெலுத்தல் அமைப்புகளை (GNSS) பெரிதும் நம்பியுள்ளன.

2.1 சிஸ்டம்-வைட் மல்டி-ஃப்ரீக்வென்சி ஹை-பிரிசிஷன் பொசிஷனிங்

RTK (Real-Time Kinematic) மற்றும் PPP (Precision Point Positioning) ஆகியவற்றின் தொழில்நுட்பத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, நவீன UAV வழிசெலுத்தல் ஆண்டெனாக்கள், சீனாவின் BeiDou (L1/B2/B2) உட்பட உலகின் முக்கிய வழிசெலுத்தல் அமைப்புகளின் அனைத்து அதிர்வெண் பட்டைகளையும் ஒரே நேரத்தில் உள்ளடக்கும் திறன் கொண்டதாக இருக்க வேண்டும். GLONASS மற்றும் ஐரோப்பாவின் கலிலியோ.

பொறியியல் வடிவமைப்பில், உயர்-துல்லியமான வழிசெலுத்தல் ஆண்டெனாக்களை மதிப்பிடுவதற்கான முக்கிய மெட்ரிக் கட்ட மைய மாறுபாடு (PCV) ஆகும்.

ஆண்டெனாவின் மின் கட்ட மையமும் இயற்பியல் மையமும் ஒரு மில்லிமீட்டருக்குள் ஒத்துப்போவதை உறுதிசெய்ய பொறியாளர்கள் பல ஊட்ட நெட்வொர்க் வடிவமைப்பைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

குறைந்த உயர கோணங்களில் ஆன்டெனாவின் ஆதாய செயல்திறனை மேம்படுத்துவதன் மூலம், நகர்ப்புற பள்ளத்தாக்குகள் மற்றும் வனப்பகுதிகள் போன்ற சவாலான மின்காந்த சூழல்களில் போதுமான எண்ணிக்கையிலான 'குறைந்த உயர செயற்கைக்கோள்களை' ட்ரோன் பூட்ட முடியும், இதனால் நிலை இழப்பைத் தடுக்கிறது.

 

2.2 குவாட்ரிஃபிலர் ஹெலிக்ஸ் ஆண்டெனாவின் பரிணாமம் மற்றும் சிறியமயமாக்கல்

சிறிய மற்றும் நுகர்வோர் தர ட்ரோன்களில், குவாட்ரிஃபைலர் ஹெலிக்ஸ் ஆண்டெனா (QHA) அதன் தனித்துவமான கட்டமைப்பு நன்மைகள் காரணமாக விருப்பமான தேர்வாகும். QHA ஆனது சிறந்த வட்ட துருவமுனைப்புத் தூய்மையை (அதாவது மிகக் குறைந்த அச்சு விகிதம்) மற்றும் ஒரு பெரிய உலோக தரை விமானம் தேவையில்லாமல் கிட்டத்தட்ட சரியான அரைக்கோள கதிர்வீச்சு வடிவத்தை வழங்கும் திறன் கொண்டது.

தொழில்நுட்ப முன்னேற்றத்தின் தற்போதைய திசையானது உயர்-மின்கடத்தா-நிலையான மைக்ரோவேவ் பீங்கான்களை மின்கடத்தா அடி மூலக்கூறாகப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. மின்கடத்தா மாறிலியை அதிகரிப்பதன் மூலம், ஆண்டெனாவின் இயற்பியல் பரிமாணங்களை 60% க்கும் அதிகமாக குறைக்கலாம். மேலும், ஒருங்கிணைந்த உயர் நேரியல் குறைந்த-இரைச்சல் பெருக்கி (LNA) மற்றும் உயர்-Q மேற்பரப்பு ஒலி அலை (SAW)/மொத்த ஒலி அலை (BAW) வடிப்பான்களுடன் இணைந்தால், தரை அடிப்படையிலான அடிப்படை நிலையங்களிலிருந்து (5G/6G சிக்னல்கள் போன்றவை) வலுவான ஹார்மோனிக் குறுக்கீடுகளை மூலத்திலேயே வடிகட்ட முடியும்.

3. ட்ரோன் எதிர் அளவீட்டு ஆண்டெனா தொழில்நுட்பம்: மின்காந்த நெரிசலில் இருந்து மாற்றம் ஒருங்கிணைந்த தகவல் தொடர்பு, உணர்தல் மற்றும் கணினிக்கு

குறைந்த உயர பொருளாதாரத்தின் ஏற்றம் தவிர்க்க முடியாமல் சட்டவிரோத 'கருப்பு விமானம்' ட்ரோன்களுக்கு எதிராக பாதுகாப்பு தொழில்நுட்பங்களுக்கு மேம்படுத்தப்பட வேண்டும். பாரம்பரிய எதிர் அளவீட்டு ஆண்டெனாக்கள் பெரும்பாலும் சர்வ திசை, உயர்-சக்தி நெரிசலைப் பயன்படுத்துகின்றன; இந்த 'ஸ்கார்ச்டு எர்த்' அணுகுமுறை சுற்றியுள்ள சிவில் தகவல் தொடர்பு நெட்வொர்க்குகளில் தலையிட அதிக வாய்ப்புள்ளது. புதிய தலைமுறை எதிர் அளவீட்டு ஆண்டெனா தொழில்நுட்பம் நுண்ணறிவு, திசை மற்றும் தகவல் தொடர்பு, உணர்தல் மற்றும் கணிப்பொறி ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைப்பை நோக்கி உருவாகி வருகிறது.

3.1 5G-A ஒருங்கிணைந்த உணர்திறன் மற்றும் தொடர்பு மற்றும் மெட்டாசர்ஃபேஸ் ஃபேஸ்டு அரேகள்

5G-A (5G-மேம்பட்ட) மற்றும் எதிர்கால 6G நெட்வொர்க்குகள் மூலம் குறைந்த உயரத்தில் உள்ள வான்வெளியின் கவரேஜ் மூலம், ஒருங்கிணைந்த உணர்திறன் மற்றும் தொடர்பு (ISAC) ஆண்டெனாக்கள் RF துறையில் ஒரு அதிநவீன ஆராய்ச்சி தலைப்பாக மாறியுள்ளன.

எதிர் அளவீட்டு அமைப்புகள் இனி ஒற்றை 'ஜாமர்கள்' அல்ல, ஆனால் ரேடார் கண்டறிதல் மற்றும் மின்காந்த ஒடுக்கம் ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கும் அறிவார்ந்த முனையங்களாக உருவாகியுள்ளன.

ஆக்டிவ் எலக்ட்ரானிக் ஸ்கேன்டு அரே (ஏஇஎஸ்ஏ) ஆண்டெனாக்கள்: டிஜிட்டல் பீம்ஃபார்மிங் (டிபிஎஃப்) அல்காரிதம்களுடன் இணைந்து, எதிர் அளவீட்டு வரிசைகள் மிகக் குறுகிய நேரத்தில் (மில்லி விநாடி அளவு) அதிக ஆதாயக் குறுகிய கற்றைகளை ஒருங்கிணைத்து, நீண்ட தூர UAVகளில் நேரடியாக மின்காந்த குறுக்கீட்டை உருவாக்குகின்றன.

மறுசீரமைக்கக்கூடிய நுண்ணறிவு மெட்டாசர்ஃபேஸ்கள் (RIS): மெட்டாசர்ஃபேஸ் உறுப்புகளின் கட்டத்தை நிகழ்நேரத்தில் மாறும் வகையில் மாற்றுவதன் மூலம், இந்த அமைப்புகள் பிரதிபலித்த அல்லது கடத்தப்பட்ட கற்றைகளை நெகிழ்வாகக் கையாளலாம், குறைந்த சக்தி, சர்வ திசை மற்றும் செலவு குறைந்த மின்காந்த வேலிகளை உருவாக்க உதவுகின்றன.

3.2 அல்ட்ரா-வைட்பேண்ட் டைரக்ஷனல் சப்ரஷன் மற்றும் அடாப்டிவ் பீம் நோச்சிங்

நவீன முறைகேடான UAVகள் ரிமோட் கண்ட்ரோல் மற்றும் வீடியோ டிரான்ஸ்மிஷனுக்கான அதிர்வெண்-தள்ளல் பரவல் ஸ்பெக்ட்ரம் (FHSS) தொழில்நுட்பம் மற்றும் தரமற்ற அதிர்வெண் பட்டைகளை அடிக்கடி பயன்படுத்துகின்றன, இதற்கு எதிர் அளவீட்டு ஆண்டெனாக்கள் மிகவும் பரந்த டைனமிக் இயக்க வரம்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

மடக்கை-கால இருமுனையம் (LPDA) மற்றும் உயர்-ஆதாய ஹார்ன் ஆண்டெனா வரிசைகள் அவற்றின் அல்ட்ரா-வைட்பேண்ட் பண்புகள் காரணமாக போர்ட்டபிள் 'ஜாமிங் துப்பாக்கிகள்' மற்றும் நிலையான பாதுகாப்பு நிலையங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நெரிசல் நடவடிக்கைகளின் போது நட்பு முறையான விமானங்களுக்கு இணை சேதம் ஏற்படுவதைத் தீர்க்க, நவீன எதிர் அளவீட்டு ஆண்டெனா அமைப்புகள் அடாப்டிவ் பீம் nulling தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளன. டிஜிட்டல் சிக்னல் செயலாக்க பக்கத்தில், ஆன்டெனா அங்கீகரிக்கப்படாத ட்ரோன்களை நோக்கி செலுத்தப்படும் போது, ​​அது தானாகவே மின்காந்தக் குறிப்புகளை (அதாவது கதிர்வீச்சு அதிகரிப்பு பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் இருக்கும் குருட்டுப் புள்ளிகளை) நட்பு போலீஸ் மற்றும் மீட்பு ட்ரோன்கள் அல்லது அருகிலுள்ள சிவில் பேஸ் ஸ்டேஷன்களின் திசையில் உருவாக்க முடியும்.

4. ஆண்டெனா பொறியியல் தொழில்நுட்பத்திற்கான சுருக்கம் மற்றும் எதிர்கால அவுட்லுக்

எதிர்காலத்தில், குறைந்த உயரத்தில் உள்ள தொடர்பு, வழிசெலுத்தல் மற்றும் எதிர் அளவீட்டு ஆண்டெனா தொழில்நுட்பங்கள் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட வளர்ச்சிப் பாதைகளைப் பின்பற்றாது, மாறாக ஆழமான ஒருங்கிணைப்பு, சிறியமயமாக்கல் மற்றும் நுண்ணறிவு ஆகியவற்றின் பண்புகளை வெளிப்படுத்தும்:

 

ஆண்டெனா பொறியாளர்களுக்கு, எதிர்கால சவால்கள் RF வன்பொருளின் வடிவமைப்பில் மட்டுமல்ல, மேம்பட்ட இயற்பியல் மின்காந்தவியல், அதிநவீன பொருட்கள் அறிவியல் மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவு வழிமுறைகளை எவ்வாறு தடையின்றி ஒருங்கிணைப்பது என்பதில் இருக்கும். சிக்கலான குறைந்த-உயர சேனல்களில் மின்காந்தத்தின் எல்லைகளைத் தொடர்ந்து தள்ளுவது பாதுகாப்பான, திறமையான மற்றும் தடையற்ற குறைந்த உயரத்தில் உள்ள விஷயங்களை உருவாக்குவதற்கான மூலக்கல்லாகும்.