Quadcopter İHA'lar için Çok Antenli Ortak Tasarım

Quadcopter İHA'lar için Çok Antenli Ortak Tasarım

İHA'lar askeri ve sivil sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Uçuş kontrol sisteminin ötesinde, istikrarlı bir İHA operasyonu, gerçek zamanlı harici veri alışverişi için büyük ölçüde çoklu anten sistemine dayanır. Bu belge, quadcopter İHA'lar için özelleştirilmiş bir çoklu anten tasarımı sunmakta ve 6 frekans bandında çalışan 8 antenin, sağlam sistem iletişimini desteklemek için kapalı bir alana nasıl entegre edildiğini ayrıntılarıyla anlatmaktadır.

Tasarım Gereksinimleri:  Sistem, 6 frekans bandını kapsayan 8 anten gerektirir:

5G Bantları:  Dahil

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

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

1,4 GHz Bant:  1412-1497 MHz.

2,4 GHz Bant:  2412-2472 MHz.

Uzamsal Kısıtlamalar:  Kullanılabilir alan son derece sınırlıdır: rotor muhafazası, 320 mm kullanılabilir çevre uzunluğuna sahip kesik bir yapıdadır (160 mm x 180 mm x 40 mm). Üst gövde, anten yerleşimi için yalnızca 20 mm x 44 mm'lik iki alan sağlar. Birincil zorluk, yüksek sinyal bütünlüğünü korurken tüm antenlerin takılmasında yatmaktadır.

Temel Tasarım Özellikleri:

Uyumlu Rotor Anten Tasarımı:  Geleneksel harici antenlerde rotor dönüşünün neden olduğu sinyal dalgalanmalarını azaltmak için uyumlu bir tasarım kullanılır. Dört adet 5G anten ve iki adet 1.4G anten doğrudan rotorun kesik yüzeyine uygulanır. Optimize edilmiş besleme hattı telafisi ile 5G antenleri 690 MHz-972 MHz'i, 1,4 GHz antenleri ise 1324 MHz-1592 MHz'i kapsar.

Simülasyon modeli

Anten resmi

Uyumlu Rotor Anten Tasarımı:  Geleneksel harici antenlerde rotor dönüşünün neden olduğu sinyal dalgalanmalarını azaltmak için uyumlu bir tasarım kullanılır. Dört adet 5G anten ve iki adet 1.4G anten doğrudan rotorun kesik yüzeyine uygulanır. Optimize edilmiş besleme hattı telafisi ile 5G antenleri 690MHz-972MHz'i kapsar ve 1.4GHz antenler 1324MHz-1592MHz'i kapsar.

5G anten bağlantı noktalarının yansıma katsayısı

1.4G anten bağlantı noktalarının yansıma katsayısı

Minyatür Gövde Anten Tasarımı: 

Simülasyon modeli

Anten resmi

İki adet 2,4 GHz anten, gövde üzerine 44 mm x 20 mm boyutlarında simetrik olarak yerleştirilmiştir. Bunlar, bant genişliğini genişletmek için kapasitif dengeleme ve parazitik yamalara sahip 3 mm FR4 alt tabakaları kullanır. Antenler, 2,35GHz-2,54GHz aralığında bir yansıma katsayısı (S11) < -10dB elde eder ve izolasyonu 20dB'nin üzerinde korur.

2,4 GHz anten S parametreleri

Sonuç:  Rotorlar üzerindeki kavisli uyumlu tasarımların minyatür gövde antenleriyle birleştirilmesiyle, quadcopter çoklu anten sistemlerinin bağlantı zorlukları etkili bir şekilde çözülmektedir. Saha testleri, sistemin yüksek hızlı uçuşlarda veya keskin manevralarda bile kesintisiz iletişim sürdürdüğünü gösteriyor.