2023-07-19
Το σύστημα ζεύξης είναι ένα σημαντικό μέρος του UAVS, το κύριο καθήκον του είναι να δημιουργήσει ένα κανάλι αμφίδρομης μετάδοσης δεδομένων αέρα-εδάφους, το οποίο χρησιμοποιείται για την ολοκλήρωση του τηλεχειριστηρίου, της τηλεμετρίας και της μετάδοσης πληροφοριών αποστολήςUAV από σταθμό ελέγχου εδάφους. Το τηλεχειριστήριο πραγματοποιεί απομακρυσμένη λειτουργία drones και εξοπλισμού αποστολής και η τηλεμετρία πραγματοποιεί παρακολούθηση κατάστασης των drones.
Η μετάδοση πληροφοριών αποστολής μεταδίδει το βίντεο, την εικόνα και άλλες πληροφορίες που λαμβάνονται από τον αερομεταφερόμενο αισθητήρα αποστολής στον σταθμό μέτρησης και ελέγχου μέσω του ασύρματου καναλιού downlink, το οποίο είναι το κλειδί για την ολοκλήρωση της εργασίας του UAV και η ποιότητα σχετίζεται άμεσα με την ικανότητα εύρεσης και αναγνώρισης του στόχου.
Το αερομεταφερόμενο τμήμα τουΟ σύνδεσμος UAV περιλαμβάνειτο Airborne Data Terminal (ADT) και την κεραία. Τα αερομεταφερόμενα τερματικά δεδομένων περιλαμβάνουν δέκτη ραδιοσυχνοτήτων, πομπό και μόντεμ για τη σύνδεση του δέκτη και του πομπού με το υπόλοιπο σύστημα. Ορισμένα αερομεταφερόμενα τερματικά δεδομένων παρέχουν επίσης επεξεργαστές για τη συμπίεση δεδομένων για την κάλυψη των περιορισμών εύρους ζώνης της κατερχόμενης ζεύξης. Η κεραία είναι μια πανκατευθυντική κεραία και μερικές φορές απαιτείται μια κατευθυντική κεραία με απολαβή.
Το τμήμα γείωσης της σύνδεσης ονομάζεται επίσης τερματικό δεδομένων εδάφους (GDT). Το τερματικό περιλαμβάνει μία ή περισσότερες κεραίες, έναν δέκτη και πομπό ραδιοσυχνοτήτων και ένα μόντεμ. Εάν τα δεδομένα του αισθητήρα συμπιέζονται πριν από τη μετάδοση, το τερματικό δεδομένων γείωσης πρέπει επίσης να χρησιμοποιήσει έναν επεξεργαστή για την ανακατασκευή των δεδομένων. Το τερματικό δεδομένων γείωσης μπορεί να χωριστεί σε διάφορα μέρη, τα οποία γενικά περιλαμβάνουν μια τοπική σύνδεση δεδομένων που συνδέει την κεραία γείωσης και το σταθμό ελέγχου εδάφους, και αρκετούς επεξεργαστές και διεπαφές στο σταθμό ελέγχου εδάφους.
Για UAV μεγάλης αντοχής, προκειμένου να ξεπεραστεί η επίδραση παραγόντων όπως το μπλοκάρισμα του εδάφους, η καμπυλότητα της γης και η ατμοσφαιρική απορρόφηση και να επεκταθεί η απόσταση δράσης των συνδέσμων, το ρελέ είναι ένας κοινός τρόπος. Όταν υιοθετείται η επικοινωνία ρελέ, η πλατφόρμα ρελέ και ο αντίστοιχος εξοπλισμός προώθησης είναι επίσης ένα από τα στοιχεία του συστήματος ζεύξης UAV. Η απόσταση λειτουργίας μεταξύ του drone και του επίγειου σταθμού καθορίζεται από τη γραμμή όρασης ραδιοφώνου.
Στη διαδικασία μετάδοσης δεδομένων εδάφους-αέρος με UAV, τα ασύρματα σήματα θα επηρεαστούν από παράγοντες όπως το έδαφος, τα επίγεια αντικείμενα και η ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα την ανάκλαση, τη σκέδαση και τη διάθλαση των ραδιοκυμάτων, σχηματίζοντας διάδοση πολλαπλών διαδρομών και το κανάλι θα παρεμποδίζεται από διάφορους θορύβους, με αποτέλεσμα την πτώση της ποιότητας μετάδοσης δεδομένων.
Στην επικοινωνία μέτρησης και ελέγχου, ο αντίκτυπος των καναλιών ασύρματης μετάδοσης ποικίλλει ανάλογα με τις διαφορετικές ζώνες συχνοτήτων λειτουργίας, επομένως είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τις κύριες ζώνες συχνοτήτων που χρησιμοποιούνται από τη μέτρηση και τον έλεγχο UAV. Το εύρος συχνοτήτων φορέα της ζεύξης μέτρησης και ελέγχου UAV είναι πολύ ευρύ. Ο εξοπλισμός χαμηλής ζώνης έχει χαμηλότερο κόστος και μπορεί να φιλοξενήσει περιορισμένο αριθμό καναλιών και ρυθμό μετάδοσης δεδομένων, ενώ ο εξοπλισμός υψηλής ζώνης έχει υψηλότερο κόστος και μπορεί να φιλοξενήσει μεγαλύτερο αριθμό καναλιών και υψηλότερο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων.
Η κύρια ζώνη συχνοτήτων για την εφαρμογή της σύνδεσης UAV είναι τα μικροκύματα (300MHz~3000GHz), επειδή η ζεύξη μικροκυμάτων έχει μεγαλύτερο διαθέσιμο εύρος ζώνης, μπορεί να μεταδώσει εικόνες βίντεο και η κεραία υψηλού εύρους ζώνης και υψηλού κέρδους που χρησιμοποιείται από αυτήν έχει καλή απόδοση κατά των παρεμβολών. Διαφορετικές ζώνες μικροκυμάτων είναι κατάλληλες για διαφορετικούς τύπους συνδέσμων.
Σε γενικές γραμμές, οι ζώνες VHF, UHF, L και S είναι πιο κατάλληλες για χαμηλού κόστους συνδέσεις οπτικής επαφής UAV μικρής εμβέλειας. Οι ζώνες X και Ku είναι κατάλληλες για συνδέσεις οπτικής επαφής και συνδέσεις ρελέ αέρα μεσαίας και μεγάλης εμβέλειας UAV. Οι ζώνες Ku και Ka είναι κατάλληλες για ζεύξεις δορυφορικών ρελέ μέσης και μεγάλης εμβέλειας.
Εάν ληφθούν υπόψη παρεμβολές σε συνδέσεις μη επανδρωμένων οχημάτων αέρος (UAV), πρέπει να ληφθεί υπόψη το αντικείμενο εμπλοκής. Το drone έχει μια σύνδεση ελέγχου από τον σταθμό ελέγχου στο drone, που ονομάζεται επίσης ανοδική ζεύξη. Διαθέτει επίσης μια σύνδεση δεδομένων από το drone στον σταθμό ελέγχου, γνωστή και ως κατερχόμενη ζεύξη.
Ο σύνδεσμος ελέγχου είναι μια ανερχόμενη ζεύξη, επομένως ο στόχος παρεμβολής του παρεμβολέα είναι το UAV. Το σενάριο εμπλοκής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα και δίνονται ορισμένες γενικές παραδοχές παραμέτρων: το κέρδος κεραίας πεταλούδας του σταθμού ελέγχου είναι 20dBi, η απομόνωση πλευρικού λοβού είναι 15dB και η ισχύς του πομπού είναι 1W. Το UAV απέχει 20 χλμ από τον επίγειο σταθμό και η απολαβή κεραίας του UAV είναι 3dBi.