Comments 24
Респект автору, хороший технический уровень, +1
А линейное увеличение кол-ва антен сможет дать еще большее подавление или там будет рост кол-ва подавлемых излучаелей помех? Можно ли описанную в статье систему назвать простейшей ФАР ?
Уровень подавления помехи зависит в основном от точности расчетов коэффициентов адаптивного фильтра и от точности самой процедуры фильтрации а не от числа сенсоров (антенн). Число сенсоров определяет число экстремумов адаптивного фильтра. Например, для 4-х сенсоров можно спроектировать фильтр с двумя нулями и одним максимумом, что даст возможность подавить 2 помехи и поддерживать на максимуме уровень полезного сигнала. Адаптивная антенна (АА) не совсем ФАР. Есть 2 отличия. (1) ФАР это просто антенна с изменяемой диаграммой направленности (ДН) где параметры ДН должен определить пользователь заранее. АА это антенна которая самая определяет какая именно ДН оптимальна для системы в данный момент. (2) ФАР, как следует из названия, изменяет ДН за счет регулирования только фаз сигналов сенсоров. АА может менять и амплитуды сигналов сенсоров. Это, однако, чисто терминологическое различие. Под ФАР часто понимают антенну которая может изменять и амплитуды.
Если речь идет о базовых моделях DJI, то там используется канал связи WiFi в т.ч. с поддержкой MIMO в виде spatial multiplexing. Эти технологии позволяют увеличивать скорость передачи информации в каналах с многолучевостью, но для подавления помех они, в общем, не предназначены. Те дроны DJI что оборудованы модемом LightBridge используют проприетарные формы сигналов - не могу утверждать доподлинно есть там АА в каком-либо виде или нет.
Можно как-то узнать характеристики антенны, не разбирая дрон на кусочки?
Все зависит от Вашей цели. Если требуется узнать проприетарный протокол, то это, в принципе, можно сделать, снимая сигнал прямо из эфира спектроанализатором с последующим анализом в подходящем пакете, например MatLab/GNU Octave. Потребуются еще знания в области беспроводной связи и много времени, но в результате раскроете почти все тайны. Если же Вы просто хотите выбрать хороший линк для вашего БЛА то лучшего способа чем сравнительное тестирование не придумать. Правда, алгоритм тестирования нужно продумать заранее, чтобы учесть все условия сценария применения Вашего БЛА (дальность, помехи, многолучевость и т.п.). Разборка модема далеко не всегда дает информацию о том какая антенная система используется, нужно еще исходные коды прошивок смотреть, что невозможно по понятным причинам.
Ну тот же Мавик Мини использует wi-fi стандарта 80211a в качестве радиоканала и другого у него нет. Более старшие уже на ocusync летают
201ый при посадке не поломает эти антенны?
Он у нас даже падал с этими антеннами - слишком далеко улетели на адаптивной антенне и аккумулятора не хватило. Насколько я знаю, поломок антенн при этом не было.
Собственно, можно поставить любые другие ненаправленные в азимутальной плоскости антенны (штыри). Фото приведено просто для констатации того факта, что адаптивная антенна сама по себе проста в том числе с точки зрения установки на БЛА.
ещё возможно что самое то - это давно известные DRA-антенны :
Рисунок 2 непонятен. Двухштыревая антенна. Что имеется ввиду "в направлении азимута 0⁰ (голубой) и 90⁰ (красный)." Это разное подключение штырей электрически? чтобы получить разные ДН.
На рис. 2 рассматривается диаграмма направленности адаптивной антенны (АА) на одном из модемов в соединении точка-точка. Если второй из модемов пары расположен в направлении азимута 0 градусов, то устанавливается голубая ДН, если он расположен в направлении азимута 90 град. - красная ДН. АА сама определяет азимутальное положение второго модема и направляет туда максимум ДН. Никаких переподключений штырей производить не нужно. Полностью электронное управление ДН без необходимости вмешательства пользователя в процесс. Плюс к этому - через специальное ПО, установленное на компьютере наземной станции, можно получить информацию о азимутальном направлении на БЛА, наземную станцию (от бортового модема) и источник помехи (если он есть).
Управление диаграммой направленности на базе секторных (направленных) антенн с переключением не слишком удобно для малых и даже средних БЛА. Все получается слишком громоздко. Например, популярная направленная патч антенна представляет собой набор слабонаправленных элементарных излучателей, соединенных системой ВЧ сплиттеров, настроенных с целью фокусировки энергии в нужном направлении. И таких антенн нужно несколько по числу секторов. В то время как одна из секторных антенн работает другие неактивны и просто потребляют энергетические ресурсы БЛА за счет своего веса и аэродинамического сопротивления воздушному потоку. Получается, что секторная конструкция содержит избыточное количество элементарных излучателей. Описанная адаптивная антенна (АА) содержит всего 2 элементарных излучателя и они оба постоянно работают. Вес и аэродинамическое сопротивление всей конструкции минимальны. Установка системы на БЛА проста. Количество элементарных излучателей в АА, разумеется, может быть увеличено с целью улучшения характеристик. Секторный вариант антенной системы, кроме того, не будет иметь таких возможностей в подавлении помех как АА. Смена частотного канала при появлении помехи - вполне рабочая технология борьбы с помехами наряду с АА. Наиболее продуктивна она для непреднамеренных помех вроде наличия еще одного пользователя в WiFi канале. Но для борьбы с преднамеренными помехами (РЭБ) какой-то одной технологии мало и модем должен быть оснащен набором методов: (1) собственно борьбы с помехой (смена частоты, АА и т.п.); (2) методов повышения энергетической скрытности, чтобы разведприемник системы РЭБ не обнаружил линию связи и, соответственно, не поставил помеху по ней (расширение спектра, разные частоты для каналов передачи и приема и т.д.) и (3) методов создания фейковых каналов связи с целью отвлечения энергетических ресурсов системы РЭБ на "подавление" каналов связи которые на самом деле не переносят никакой информации. В этом плане статья посвящена именно АА, некоторые из других методов борьбы с помехами описаны в [1].
А какую антенну лучше использовать, если оьязательный критерий - её горизонтальность?
То есть, ничего не должно торчать вверх или вниз из фюзеляжа.
Штыревую антенну можно располагать и горизонтально, как продолжение крыла БЛА самолетного типа, например. Поляризация будет при этом горизонтальная, это нужно учитывать при установке антенн на наземной станции. Если же из фюзеляжа вообще ничего не должно торчать нигде, то антенны нужно располагать внутри радиопрозрачного обтекателя. Вообще говоря, для адаптивной антенны можно использовать антенный элемент с любой ДН, но нужно иметь в виду, что ДН АА равно произведению ДН решетки и ДН отдельного элемента решетки. Если ДН элемента в азимутальной плоскости будет направленная (т.е. меньше 360 град.), то обеспечить сканирование луча АА в пределах 360 град будет невозможно. Это важно для бортовой АА. Сканирование возможно только в пределах главного лепестка ДН антенного элемента. На наземной станции можно использовать АА, составленную из двух патч антенн. При этом АА будет обеспечивать наведение на БЛА в пределах главного лепестка ДН патч антенны без использования механического поворотного устройства.
В списке литературы только зарубежные современные труды. В нашем инфополе сейчас исследования проводятся, литература пишется в тематике цифровой радиосвязи?
Есть, конечно, отечественные исследователи с мировыми именами. Публикуются они, в основном, в зарубежных журналах, но и на русском публикации и книги есть. На мой взгляд весьма значимы научные труды Петра Трифонова по тематике полярных кодов. Его наработки вошли в стандарты связи пятого поколения (5G). Он плодотворно сотрудничал с Huawei по этой тематике.
Адаптивная антенна на беспилотном летательном аппарате или как одновременно увеличить дальность связи и подавлять помехи