Спільна конструкція з декількома антенами для БПЛА квадрокоптера

Спільна конструкція з декількома антенами для БПЛА квадрокоптера

БПЛА широко використовуються у військових і цивільних секторах.

Окрім системи керування польотом, стабільна робота БПЛА значною мірою залежить від багатоантенної системи для зовнішнього обміну даними в реальному часі. У цьому документі представлено індивідуальну конструкцію з декількома антенами для БПЛА квадрокоптера, де докладно описано, як 8 антен, що працюють у 6 діапазонах частот, інтегровані в обмежений простір для підтримки надійного системного зв’язку.

Вимоги до конструкції:  Для системи потрібно 8 антен, що охоплюють 6 діапазонів частот:

Діапазони 5G:  Включно

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

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

Діапазон 1,4 ГГц:  1412-1497 МГц.

Діапазон 2,4 ГГц:  2412-2472 МГц.

Просторові обмеження:  доступний простір надзвичайно обмежений: корпус ротора є зрізаним (160 мм x 180 мм x 40 мм) із корисною окружністю 320 мм. У верхній частині фюзеляжу передбачено лише дві зони розміром 20 мм x 44 мм для розміщення антен. Основна проблема полягає в установці всіх антен із збереженням високої цілісності сигналу.

Ключові особливості конструкції:

Конструкція конформної роторної антени:  для пом’якшення коливань сигналу, спричинених обертанням ротора, у традиційних зовнішніх антенах використовується конформна конструкція. Чотири антени 5G і дві антени 1,4G кріпляться безпосередньо до зрізаної поверхні ротора. Завдяки оптимізованій компенсації лінії живлення антени 5G охоплюють 690–972 МГц, а антени 1,4 ГГц — 1324–1592 МГц.

Імітаційна модель

Картинка антени

Конструкція конформної роторної антени:  для пом’якшення коливань сигналу, спричинених обертанням ротора, у традиційних зовнішніх антенах використовується конформна конструкція. Чотири антени 5G і дві антени 1,4G кріпляться безпосередньо до зрізаної поверхні ротора. Завдяки оптимізованій компенсації лінії живлення антени 5G охоплюють 690–972 МГц, а Антени 1,4 ГГц покривають 1324-1592 МГц.

Коефіцієнт відбиття портів антени 5G

Коефіцієнт відбиття антенних портів 1.4G

Мініатюрна конструкція фюзеляжної антени: 

Імітаційна модель

Картинка антени

Дві антени 2,4 ГГц розміщені симетрично на фюзеляжі на площі 44 мм x 20 мм. У них використовуються 3-мм підкладки FR4 з ємнісною компенсацією та паразитними плямами для розширення смуги пропускання. Антени досягають коефіцієнта відбиття (S11) < -10 дБ в межах 2,35 ГГц-2,54 ГГц і зберігають ізоляцію понад 20 дБ.

S-параметри антени 2,4 ГГц

Висновок:  завдяки поєднанню вигнутих конформних конструкцій роторів із мініатюрними фюзеляжними антенами ефективно вирішуються проблеми підключення багатоантенних систем квадрокоптера. Польові випробування демонструють, що система підтримує безперебійний зв'язок навіть під час високошвидкісного польоту або різких маневрів.