رادیوهای مقرون به صرفه غیر 2.4 گیگاهرتز برای ازدحام هواپیماهای بدون سرنشین

انتخاب رادیوهای مقرون به صرفه غیر 2.4 گیگاهرتز برای 20 پهپاد Master-Slave Swarm

اخیراً, ما یک استعلام از یک اپراتور پهپاد دریافت کردیم که به دنبال اجرای a ازدحام هواپیماهای بدون سرنشین master-slave با الزامات بسیار خاص:

آیا سیستم های ارتباطی دارید که نباید روی آن کار کند؟ 2.4 گیگاهرتز برای ازدحام 20 هواپیمای بدون سرنشین?
ما از پیکربندی master-slave به دنبال a استفاده می کنیم 4 کیلومتر LOS و 1.5 کیلومتر ارتفاع AGL.
به دنبال راه حلی مقرون به صرفه هستید, انتقال ویدئو لازم نیست.
آیا راه حلی در زیر وجود دارد 100 USD یا کمتر در هر واحد? اینها برای پهپادهای هدف هستند; آنها نابود خواهند شد.
وجود دارد 19 هواپیماهای بدون سرنشین برده که به صورت الگو و قرار می گیرند 5 متر فاصله دارند.
پهپاد اصلی خواهد بود 20 متر فاصله دارند. باید گاز باشه, غیر 2.4 گیگاهرتز."

بیایید الزامات را بشکنیم و بررسی کنیم عملی, راه حل های ارتباطی کم هزینه برای این سناریو.

---

الزامات کلیدی

1. Master–Slave Swarm: 1 استاد + 19 هواپیماهای بدون سرنشین برده.
2. فاصله بین هواپیماهای بدون سرنشین: بردگان ~ 5 متر از هم فاصله دارند; استاد با فاصله 20 متری.
3. محدوده ارتباطی: قابل اعتماد 4 کیلومتر (خط دید) پیوندها.
4. ارتفاع: تا 1.5 کیلومتر AGL.
5. نوع داده: فقط تله متری/کنترل - بدون ویدئو.
6. محدودیت های فرکانس: باید اجتناب کرد 2.4 گیگاهرتز.
7. بودجه: در حالت ایده آل ≤ $100 در هر واحد, از آنجایی که پهپادها قابل مصرف هستند.

---

ملاحظات فنی

مبادلات باند فرکانس

فرکانس های پایین تر مانند 433 مگاهرتز, 868/915 مگاهرتز, یا 1.2 گیگاهرتز بیشتر منتشر می شوند و قابل اطمینان تر از 2.4 گیگاهرتز, آنها را برای تله متری دوربرد ایده آل می کند. این باندها معمولاً در سیستم های تله متری پهپادهای صنعتی و سرگرمی استفاده می شوند.

دامنه در مقابل. آنتن و برق

آ 4 لینک LOS کیلومتر با قدرت انتقال متوسط ​​قابل دستیابی است, آنتن های خوب, و LOS را پاک کنید. ارتفاع آنتن, به دست آوردن, و پلاریزاسیون برای حفظ اتصالات قابل اعتماد بسیار مهم است.

توپولوژی شبکه

در یک توپولوژی ستاره با 19 بردگان, مدیریت برخورد مهم است. با استفاده از LoRa, ExpressLRS, یا رادیوهای مشابه, برای جلوگیری از برخورد بسته ها و مشکلات تاخیر، باید طراحی پروتکل را در نظر بگیرید.

ملاحظات نظارتی

باندهای فرکانس و توان انتقال توسط کشور تنظیم می شود. همیشه قوانین محلی را بررسی کنید (FCC, این, و غیره.) قبل از استقرار. این امر به ویژه برای رادیوهای دوربرد کم هزینه مهم است.

مبادلات هزینه و عملکرد

در حالی که ماژول های سرگرمی می توانند به دست آورند 4 کیلومتر LOS تحت شرایط ایده آل برای <$100, رادیوهای تله متری دوربرد حرفه ای اغلب فراتر می روند $100. آزمایش برای تایید عملکرد در شرایط عملیاتی واقعی ضروری است.

---

گزینه های عملی

1. لفظی / ماژول های SX127x (868/915 مگاهرتز)
   • جوانب مثبت: هزینه بسیار کم ($30– هر واحد 60 دلار), دوربرد در LOS, مصونیت تداخلی قوی.
   • منفی: نرخ داده پایین, محدودیت های بالقوه چرخه وظیفه, تاخیر طولانی تر.
2. 900 رادیوهای تله متری مگاهرتز / ماژول های ExpressLRS
   • جوانب مثبت: تأخیر کم, به طور گسترده در کنترل پهپاد استفاده می شود, پیوند قوی, می تواند چندین گره را پشتیبانی کند.
   • منفی: ماژول هایی با برد طولانی تضمین شده ممکن است بیشتر از آن باشند $100; ماژول های ارزان تر نیاز به تنظیم و تنظیم دقیق دارند.
3. 433 مگاهرتز / 1.2 ماژول های گیگاهرتز
   • جوانب مثبت: تکثیر عالی, ایده آل برای هواپیماهای بدون سرنشین کم هزینه.
   • منفی: ممکن است به آنتن های بزرگ نیاز باشد, محدودیت های نظارتی بر اساس منطقه متفاوت است.

---

توصیه ها

• ابتدا نمونه اولیه: یک گروه کوچک را آزمایش کنید (1 استاد + 3-5 برده) برای بررسی محدوده, تاخیر, و مدیریت برخورد.
• پروتکل مناسب را انتخاب کنید: اطمینان حاصل کنید که رادیو از چندین برده پشتیبانی می کند یا یک برنامه نظرسنجی ساده را اجرا می کند.
• بهینه سازی آنتن ها: قرارگیری مناسب, به دست آوردن, و پلاریزاسیون اغلب تأثیر بیشتری نسبت به توان انتقال دارد.
• قانونی بمانید: از قوانین فرکانس و برق محلی پیروی کنید.

---

پرسش و پاسخ

نتیجه گیری

برای یک مقرون به صرفه, ازدحام اصلی 2.4 گیگاهرتز, عملی ترین راه حل ها هستند:

• ماژول های LoRa/SX127x (868/915 مگاهرتز) برای تله متری با نرخ پایین.
• 900 رادیوهای تله متری مگاهرتز / ExpressLRS برای کنترل تاخیر کم.

هر دو رویکرد می توانند با الف مطابقت داشته باشند <$100 بودجه به ازای هر پهپاد در فضای باز میدان باز. عملکرد دنیای واقعی به آنتن ها بستگی دارد, طراحی پروتکل, و محدودیت های نظارتی. آ آزمایش نمونه اولیه قبل از مقیاس بندی ضروری است 20 هواپیمای بدون سرنشین.