Sistema di comunicazione wireless adattivo integrato con salto di frequenza per sciami di droni

Panoramica

Questo sistema è progettato per garantire affidabilità, trasmissione simultanea di dati video e telemetrici ad alta definizione da più UAV alle stazioni di controllo a terra. È ottimizzato per piattaforme di droni FPV (compresi i controllori di volo Betaflight e Kakute) e supporta il lungo raggio, comunicazione a bassa latenza in ambienti elettromagnetici complessi.

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Caratteristiche principali

• Supporto multinodo: Funziona con un massimo di 15 unità aviotrasportate (nodi aerei) contemporaneamente.
• Trasmissione video di alta qualità: supporti 1080P @ 60 fps streaming video digitale tramite Ethernet.
• Integrazione della telemetria: Compatibile con:
  • SBUS (100000 baud, invertito)
  • UART TTL (460800 baud)
• Bassa latenza: Ritardo end-to-end < 0.2 secondi.
• A lungo raggio: Trasmissione affidabile fino a 15 km.
• Salto di frequenza adattivo: Hopping pseudo-casuale intelligente basato sull'analisi dell'ambiente RF in tempo reale.
• Modulazione digitale: Garantisce un utilizzo dello spettro robusto ed efficiente.

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Architettura del sistema

• Topologia: Configurazione della rete a stella
• Componenti:
  • 15 Unità aeree (Montato su UAV)
  • 1 o più stazioni di controllo a terra
• Gestione della frequenza: Funziona su più bande non sovrapposte per ridurre al minimo le interferenze.

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Bande di frequenza

Le bande operative supportate includono:

• 900–1100 MHz (opzionale: 800–1100 MHz, 950–1200 MHz)
• 1200–1400 MHz (opzionale: 1300–1500 MHz)
• 2400–2600 MHz (opzionale: 2100–2200 MHz)
• 3300–3500 MHz (opzionale: 2900–3900 MHz)
• 5800–6000 MHz
• 6000–7000 MHz

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Prestazione & Affidabilità

• Funzionamento stabile ambienti urbani e moderata interferenza RF (SNR ≤ 0).
• Mantiene la sincronizzazione durante il salto di frequenza.
• Ricezione dati multicanale continua senza interruzioni.

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Specifiche di potenza

Unità aerea

• Alimentazione elettrica: CC 12-24 V
• Consumo di energia: ≤ 25 W
• Potenza di uscita RF: ISDB-T-modulatore-encoder-Digital-HDMI-CVBS-in-DVB-T-ISDB-T-RF-out-Converter 1 W (30 dBm)

Stazione di terra

• Alimentazione elettrica: CC 12-24 V
• Consumo di energia: ≤ 150 W
• Potenza di uscita RF: ISDB-T-modulatore-encoder-Digital-HDMI-CVBS-in-DVB-T-ISDB-T-RF-out-Converter 20 W (43 dBm)

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Specifiche fisiche

Unità aerea

• Peso: ≤ 75 g
• Dimensioni: ≤ 50 × 50 × 20 mm

Stazione di terra

• Peso: ≤ 2 kg
• Dimensioni: ≤ 240 × 240 × 75 mm

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Condizioni ambientali

• Intervallo di temperatura operativa: -30° C a +50 ° C.

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Interfacce

Unità aerea

• Ingresso video: 100MEthernet (SH1.0 a 4 pin)
• Telemetria:
  • SBUS
  • UART TTL

Stazione di terra

• Uscita all'operatore: Ethernet (preferibile il digitale)

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Tecnologia adattiva del salto di frequenza

• Rilevamento dello spettro in tempo reale e analisi dell'occupazione dei canali
• Generazione dinamica di sequenze hopping pseudo-casuali
• Sincronizzazione continua tra unità aeree e terrestri
• Mantiene stabile la trasmissione video e telemetrica in caso di interferenze

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Conformità & Test

Il sistema viene validato attraverso i seguenti test:

1. Prova di funzionamento simultaneo:
   Tutto 15 le unità aeree trasmettono video e telemetria continuamente per 10 minuti.
2. Prova di latenza:
   Verificato sotto 15 km e larghezza di banda >10 MHz.
3. Prova di compatibilità:
   Funziona con SBUS, CRSF, e protocolli ELRS.
4. Conformità della frequenza:
   Funziona rigorosamente entro le bande di frequenza designate.
5. Dimensione & Verifica del peso:
   Soddisfa tutti i vincoli fisici.
6. Prova di temperatura:
   Completamente funzionale nell'intervallo di temperature specificato.
7. Test del consumo energetico:
   Entro limiti definiti sia per le unità aeree che per quelle terrestri.
8. Interferenza & Prova di salto:
   Dimostra una comunicazione stabile in presenza di interferenze a banda larga utilizzando il salto di frequenza adattivo.

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Applicazioni

• Operazioni di sciami di droni
• Missioni FPV a lungo raggio
• Sorveglianza e ricognizione
• Ispezione industriale
• Risposta e ricerca di emergenza & salvare

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Conclusione

Questo sistema offre una potente combinazione di trasmissione video ad alte prestazioni, solida integrazione della telemetria, e tecnologia avanzata di salto di frequenza adattivo, rendendolo una soluzione ideale per operazioni multi-UAV impegnative in ambienti difficili.