Hệ thống liên lạc không dây nhảy tần thích ứng tích hợp cho bầy máy bay không người lái

Tổng quan

Hệ thống này được thiết kế để cho phép đáng tin cậy, truyền đồng thời dữ liệu đo từ xa và video độ phân giải cao từ nhiều UAV đến trạm điều khiển mặt đất. Nó được tối ưu hóa cho nền tảng máy bay không người lái FPV (bao gồm bộ điều khiển chuyến bay Betaflight và Kakute) và hỗ trợ tầm xa, giao tiếp có độ trễ thấp trong môi trường điện từ phức tạp.

---

Các tính năng chính

• Hỗ trợ nhiều nút: Hoạt động với tối đa 15 đơn vị trên không (nút không khí) đồng thời.
• Truyền video chất lượng cao: Hỗ trợ 1080P @ 60 fps truyền phát video kỹ thuật số qua Ethernet.
• Tích hợp từ xa: Tương thích với:
  • SBUS (100000 baud, đảo ngược)
  • UART TTL (460800 baud)
• Độ trễ thấp: Độ trễ từ đầu đến cuối < 0.2 giây.
• Tầm xa: Truyền tải đáng tin cậy lên đến 15 km.
• Nhảy tần thích ứng: Nhảy giả ngẫu nhiên thông minh dựa trên phân tích môi trường RF thời gian thực.
• Điều chế kỹ thuật số: Đảm bảo sử dụng phổ tần mạnh mẽ và hiệu quả.

---

Kiến trúc hệ thống

• Cấu trúc liên kết: Cấu hình mạng sao
• Linh kiện:
  • 15 Đơn vị không quân (gắn trên UAV)
  • 1 hoặc nhiều trạm điều khiển mặt đất
• Quản lý tần số: Hoạt động trên nhiều băng tần không chồng chéo để giảm thiểu nhiễu.

---

Dải tần số

Các dải hoạt động được hỗ trợ bao gồm:

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

---

Hiệu suất & Độ tin cậy

• Hoạt động ổn định ở môi trường đô thị và nhiễu RF vừa phải (SNR ≤ 0).
• Duy trì đồng bộ hóa trong quá trình nhảy tần.
• Tiếp nhận dữ liệu đa kênh liên tục mà không bị gián đoạn.

---

Thông số kỹ thuật nguồn

Đơn vị không quân

• Nguồn cấp: DC 12-24V
• Sự tiêu thụ năng lượng: ≤ 25 W
• Công suất đầu ra RF: ≥ 1 W (30 dBm)

Trạm mặt đất

• Nguồn cấp: DC 12-24V
• Sự tiêu thụ năng lượng: ≤ 150 W
• Công suất đầu ra RF: ≥ 20 W (43 dBm)

---

Thông số vật lý

Đơn vị không quân

• Cân nặng: ≤ 75 g
• Kích thước: ≤ 50 × 50 × 20 mm

Trạm mặt đất

• Cân nặng: ≤ 2 Kilôgam
• Kích thước: ≤ 240 × 240 × 75 mm

---

Điều kiện môi trường

• Nhiệt độ hoạt động: -30° C đến +50 ° C.

---

Giao diện

Đơn vị không quân

• Đầu vào video: 100Ethernet M (SH1.0 4 chân)
• Đo từ xa:
  • SBUS
  • UART TTL

Trạm mặt đất

• Đầu ra cho người vận hành: Ethernet (ưu tiên kỹ thuật số)

---

Công nghệ nhảy tần thích ứng

• Cảm biến phổ thời gian thực và phân tích chiếm kênh
• Tạo chuỗi nhảy giả ngẫu nhiên động
• Đồng bộ hóa liên tục giữa các đơn vị trên không và mặt đất
• Duy trì truyền video và đo từ xa ổn định khi bị nhiễu

---

Sự tuân thủ & Kiểm tra

Hệ thống được xác nhận thông qua các thử nghiệm sau:

1. Kiểm tra hoạt động đồng thời:
   Tất cả 15 các đơn vị không khí truyền video và đo từ xa liên tục cho 10 phút.
2. Kiểm tra độ trễ:
   Đã được xác minh dưới 15 phạm vi km và băng thông >10 MHz.
3. Kiểm tra khả năng tương thích:
   Hoạt động với SBUS, CRSF, và giao thức ELRS.
4. Tuân thủ tần số:
   Hoạt động nghiêm ngặt trong dải tần được chỉ định.
5. Kích thước & Xác minh cân nặng:
   Đáp ứng mọi ràng buộc về thể chất.
6. Kiểm tra nhiệt độ:
   Đầy đủ chức năng trong phạm vi nhiệt độ quy định.
7. Kiểm tra mức tiêu thụ điện năng:
   Trong giới hạn xác định cho cả đơn vị trên không và mặt đất.
8. Sự can thiệp & Kiểm tra nhảy:
   Thể hiện khả năng liên lạc ổn định trong điều kiện nhiễu băng thông rộng bằng cách sử dụng nhảy tần thích ứng.

---

Các ứng dụng

• Hoạt động của đàn drone
• Nhiệm vụ FPV tầm xa
• Giám sát và trinh sát
• Kiểm tra công nghiệp
• Ứng phó khẩn cấp và tìm kiếm & giải thoát

---

Phần kết luận

Hệ thống này mang lại sự kết hợp mạnh mẽ giữa truyền video hiệu suất cao, tích hợp đo từ xa mạnh mẽ, và Công nghệ nhảy tần thích ứng tiên tiến, làm cho nó trở thành một giải pháp lý tưởng cho các hoạt động đòi hỏi nhiều UAV trong môi trường đầy thách thức.