為 20 架無人機主從群組選擇經濟高效的非 2.4 GHz 無線電
最近, 我們收到了一家無人機營運商的詢問，希望實施 主從無人機群 有非常具體的要求:
「你們是否有任何不該工作的通訊系統？ 2.4 GHz 叢集 20 無人機?
我們正在使用主從配置來尋找 4 公里視距和 1.5 公里 AGL 高度.
尋找具有成本效益的解決方案, 不需要視訊傳輸.
下面有什麼解決辦法嗎 100 每單位美元或以下? 這些用於目標無人機; 他們將被摧毀.
有 19 奴隸無人機將按照一定的模式放置 5 相距米.
主無人機將是 20 相距米. 一定是氣體, 非 2.4 GHz。 」
讓我們分解需求並探索 實際的, 低成本通訊解決方案 對於這種情況.
主要要求
- 主從群: 1 掌握 + 19 奴隸無人機.
- 無人機間距: 從站相距約 5 m; 主人相距~20 m.
- 通訊範圍: 可靠的 4 公里 (視線) 連結.
- 高度: 取決於 1.5 公里 AGL.
- 資料類型: 僅遙測/控制 - 無視頻.
- 頻率限制: 必須避免 2.4 GHz的.
- 預算: 理想情況下≤ $100 每單位, 因為無人機是消耗品.
技術考慮
頻段權衡
較低的頻率，例如 433 兆赫, 868/915 兆赫, 要么 1.2 GHz的 傳播更遠且更可靠 2.4 GHz的, 使它們成為遠端遙測的理想選擇. 這些頻段通常用於業餘愛好者和工業無人機遙測系統.
射程對比. 天線和電源
一個 4 中等發射功率可實現公里 LOS 鏈路, 好的天線, 並清除LOS. 天線高度, 獲得, 和極化對於維持可靠連接至關重要.
網路拓撲
在一個 星形拓撲 和 19 奴隸, 碰撞管理很重要. 使用LoRa, 快速LRS, 或類似的收音機, 您需要考慮協定設計以避免資料包衝突和延遲問題.
監管考慮
頻段和發射功率由國家規定. 務必檢查當地規則 (聯邦通信委員會, 這, 等等) 部署前. 這對於低成本遠程無線電尤其重要.
成本和性能的權衡
雖然愛好者模組可以實現 4 理想條件下的公里視距 <$100, 專業遠程遙測無線電通常超過 $100. 測試對於驗證實際操作條件下的效能至關重要.
實用的選擇
- 洛拉 / SX127x 模組 (868/915 兆赫)
- 優點: 成本極低 ($30–每單位 60 美元), LOS 中的遠距離, 強大的抗干擾能力.
- 缺點: 低數據速率, 潛在的佔空比限制, 更長的延遲.
- 900 MHz 遙測無線電 / ExpressLRS 模組
- 優點: 低潛伏期, 廣泛應用於無人機控制, 穩健的連結, 可以支援多個節點.
- 缺點: 具有保證遠距離的模組可能會超過 $100; 更便宜的模組需要仔細設定和調整.
- 433 兆赫 / 1.2 GHz 模組
- 優點: 優良的傳播能力, 低成本一次性無人機的理想選擇.
- 缺點: 可能需要大型天線, 監管限制因地區而異.
建議
- 原型優先: 測試一個小群 (1 掌握 + 3–5 個奴隸) 驗證範圍, 延遲, 和碰撞管理.
- 選擇正確的協議: 確保無線電支援多個從設備或實施簡單的輪詢時間表.
- 優化天線: 正確放置, 獲得, 極化的影響往往比發射功率更大.
- 保持合法: 遵守當地頻率和功率規定.
常問問題
Q1: LoRa模組能否可靠到達 4 公里與 20 無人機?
是, LoRa模組在868/915MHz上可以達到 4 理想視距條件下的公里數. 然而, 實際範圍取決於天線的放置, 高度, 和乾擾. 為了 20 無人機, 需要適當的通話時間安排以避免衝突.
第2季: 為什麼要避免使用 2.4GHz 這個群體?
2.4GHz 擁擠，更容易受到 Wi-Fi 的干擾, 藍牙, 和其他設備. 較低頻率，如 433MHz, 868/915兆赫茲, 或 1.2GHz 提供更好的傳播和可靠性, 特別適用於遠端遙測和控制.
Q3: 這個設定可以保留在 $100 每架無人機?
是, 愛好者級 LoRa, 快速LRS, 或 433/900MHz 遙測無線電通常可以在以下來源取得 $100 每單位. 如果需要更高的發射功率，成本可能會增加, 專業級調變解調器, 或保證範圍的專用天線.
結論
對於一個 性價比高, 非2.4GHz主從集群, 最實用的解決方案是:
- LoRa/SX127x 模組 (868/915 兆赫) 用於低速率遙測.
- 900 MHz 遙測無線電 / 快速LRS 用於低延遲控制.
兩種方法都可以適合 <$100 空地 LOS 中每架無人機的預算. 實際性能取決於天線, 協議設計, 和監管限制. 一個 原型測試 在縮放到之前至關重要 20 無人機.
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