የSWaP አስፈላጊነት፡ ለአነስተኛ UAVዎች ቀላል ክብደት ያለው አንቴና መምረጥ

አነስተኛ ሰው አልባ የአየር ላይ ተሽከርካሪዎች (UAVs) በብዙ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ካርታ ስራ፣ ፍተሻ፣ ግብርና፣ ደህንነት እና የመከላከያ አፕሊኬሽኖችን ጨምሮ በጣም አስፈላጊ እየሆኑ መጥተዋል። የUAV ተልእኮዎች የበለጠ ውስብስብ እየሆኑ ሲሄዱ፣ አስተማማኝ አሰሳ ቁልፍ መስፈርት ሆኗል። የተረጋጋ የአቀማመጥ ስርዓት ድሮኖች በትክክል እንዲበሩ፣ ስራዎችን ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ እንዲያጠናቅቁ እና የአሠራር ቅልጥፍናን እንዲጠብቁ ያስችላቸዋል።

ይሁን እንጂ ትናንሽ የዩአርኤቪ አውሮፕላኖች ትልቅ ፈተና ያጋጥማቸዋል፤ የተወሰነ ቦታ፣ የተወሰነ የጭነት አቅም እና የተወሰነ የባትሪ ኃይል። ተጨማሪ ክብደት ወይም የኃይል ፍጆታ በቀጥታ የበረራ ጊዜን እና አፈፃፀምን ሊጎዳ ስለሚችል በድሮን ላይ የተጫነ እያንዳንዱ ክፍል በጥንቃቄ መመረጥ አለበት።

ለዚህም ነው SWaP - መጠን፣ ክብደት እና ኃይል - ለዘመናዊ የUAV ስርዓቶች ወሳኝ የዲዛይን ምክንያት የሆነው።

ለአሰሳ ስርዓቶች፣ አንቴናው በጣም አስፈላጊ ከሆኑ ክፍሎች አንዱ ነው። ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ፀረ-መዘጋት አንቴና የአሰሳ ምልክቶችን ከጣልቃ ገብነት ሊጠብቅ እና የተረጋጋ አቀማመጥን ለመጠበቅ ይረዳል። ሆኖም ግን፣ መሐንዲሶች በፀረ-መዘጋት ችሎታ እና በታመቀ ዲዛይን መካከል ትክክለኛውን ሚዛን ማግኘት አለባቸው።

ትክክለኛውን አንቴና መምረጥ ማለት በጣም ኃይለኛውን መፍትሄ መምረጥ ብቻ አይደለም። ጥብቅ በሆኑ የSWaP ገደቦች ውስጥ ምርጡን አፈጻጸም ማግኘት ነው።

 

SWaP ምንድን ነው እና ለአነስተኛ UAVዎች ለምን አስፈላጊ ነው?

SWaP ሶስት ቁልፍ ነገሮችን ይወክላል፡

• መጠን፡- አንድ አካል ምን ያህል አካላዊ ቦታ እንደሚፈልግ።
• ክብደት፡- ክፍሉ በUAV ላይ ምን ያህል ተጨማሪ ጭነት እንደሚጨምር።
• ኃይል፡- ክፍሉ በሚሠራበት ጊዜ ምን ያህል ኃይል እንደሚጠቀም።

ለትላልቅ አውሮፕላኖች ወይም ለምድር ተሽከርካሪዎች፣ እነዚህ ምክንያቶች ብዙም ገዳቢ ላይሆኑ ይችላሉ። ሆኖም፣ ለአነስተኛ ቋሚ ክንፍ ያላቸው UAVዎች፣ ትንሽ የክብደት መጨመር እንኳን የበረራ ጽናትን ሊቀንስ ይችላል።

ከባድ የሆነ ድሮን በረራውን ለማቆየት ተጨማሪ ኃይል ይፈልጋል። ከፍተኛ የኃይል ፍጆታ የባትሪ ዕድሜንም ይቀንሳል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ የተገደበ የመጫኛ ቦታ ትላልቅ አንቴናዎችን ወይም ውስብስብ የኤሌክትሮኒክስ ስርዓቶችን ማዋሃድ አስቸጋሪ ያደርገዋል።

ስለዚህ፣ የUAV ዲዛይነሮች እያንዳንዱን ክፍል በጥንቃቄ መገምገም አለባቸው፣ በተለይም የአሰሳ አንቴናዎች።

ውጤታማ የሆነ ፀረ-መዘጋት አንቴና ቀላል ክብደት ያለው፣ የታመቀ እና ኃይል ቆጣቢ ሆኖ ጠንካራ የጣልቃ ገብነት መከላከያ መስጠት አለበት።

 

ትናንሽ UAVዎች ለምን መጨናነቅን የሚከላከሉ አንቴናዎች ያስፈልጋቸዋል?

እንደ ጂፒኤስ፣ ቤይዱ፣ ጋሊሊዮ እና ሌሎች የጂኤንኤስኤስ ሲስተሞች ያሉ የሳተላይት አሰሳ ስርዓቶች ለUAV ስራዎች አስፈላጊ የአቀማመጥ መረጃ ይሰጣሉ። ሆኖም ግን፣ ከሳተላይቶች የሚቀበሉት የአሰሳ ምልክቶች መሬት ወይም የአየር ክልል ሲደርሱ ብዙውን ጊዜ ደካማ ናቸው።

በዚህ ምክንያት፣ በተለያዩ የጣልቃ ገብነት ዓይነቶች ሊጎዱ ይችላሉ፣ ሆን ተብሎ የሚፈጠር መጨናነቅ ወይም ድንገተኛ የኤሌክትሮማግኔቲክ ድምፅን ጨምሮ።

አንድ UAV አስተማማኝ የአሰሳ ምልክቶችን ሲያጣ በርካታ ችግሮች ሊከሰቱ ይችላሉ፡

• የአቀማመጥ ትክክለኛነት ቀንሷል
• ያልተረጋጋ የበረራ መቆጣጠሪያ
• የተልእኮ ውድቀት
• የደህንነት አደጋዎች መጨመር

ባህላዊ ነጠላ አንቴና የአሰሳ ምልክቶችን መቀበል ይችላል፣ ነገር ግን ጠንካራ ጣልቃገብነትን የመቋቋም አቅሙ ውስን ነው።

ፀረ-መዘጋት አንቴና የማይፈለጉ ምልክቶችን ለመቀነስ እና ከአሰሳ ሳተላይቶች ጋር ግንኙነትን ለመጠበቅ የላቁ ዲዛይኖችን በመጠቀም የስርዓት አስተማማኝነትን ያሻሽላል።

ለምሳሌ፣ የታመቁ የአንቴና ድርድሮች የጣልቃ ገብነት አቅጣጫዎችን ለመለየት እና የማይፈለጉ ምልክቶችን ለመግታት በርካታ የአንቴና ክፍሎችን እና የምልክት ማቀነባበሪያ ዘዴዎችን ሊጠቀሙ ይችላሉ። ትናንሽ አራት-አባል ድርድር አንቴናዎች በስፋት የተጠኑት መዋቅሩን በአንጻራዊ ሁኔታ የታመቀ አድርገው በመያዝ የተሻሻለ የጣልቃ ገብነት መከልከልን ስለሚሰጡ ነው።የካምብሪጅ ዩኒቨርሲቲ ፕሬስ እና ግምገማ)

 

ባለአራት-ኤለመንት ድርድር አንቴና ከነጠላ-ኤለመንት አንቴና ጋር ሲነጻጸር፡ ትክክለኛውን ሚዛን ማግኘት

ለአነስተኛ UAVዎች ፀረ-መዘጋት አንቴና በሚመርጡበት ጊዜ መሐንዲሶች ብዙውን ጊዜ ሁለት መፍትሄዎችን ያወዳድራሉ፡

• የታመቁ አራት-አባል ድርድር አንቴናዎች
• ቀለል ያሉ ነጠላ-አባል አንቴናዎች

እያንዳንዱ አማራጭ የተለያዩ ጥቅሞች አሉት።

የታመቀ አራት-አባል ድርድር አንቴና፡ ጠንካራ የመዝጋት አፈጻጸም

ባለአራት-አባል ድርድር አንቴና አብረው የሚሰሩ በርካታ የአንቴና ክፍሎችን ይጠቀማል። በተቀበሏቸው ምልክቶች መካከል ያለውን ልዩነት በመተንተን፣ ስርዓቱ የጣልቃ ገብነት ምንጮችን በተሻለ ሁኔታ ለይቶ ማወቅ እና ተጽዕኖቸውን መቀነስ ይችላል።

ዋና ዋና ጥቅሞች የሚከተሉትን ያካትታሉ:

1. የተሻለ ጣልቃ ገብነት ማፈን

በርካታ የአንቴና ክፍሎች ለሲግናል ሂደት ተጨማሪ መረጃ ይሰጣሉ። ስርዓቱ የአቅጣጫ ማጣሪያ ውጤቶችን ሊፈጥር ይችላል፣ ይህም ከተወሰኑ አቅጣጫዎች የሚመጣውን ጣልቃ ገብነት ይቀንሳል።

ይህ የአሰሳ አስተማማኝነት ወሳኝ በሆነባቸው ውስብስብ የኤሌክትሮማግኔቲክ አካባቢዎች ውስጥ ለሚሰሩ የአራት-ኤለመንት ድርድሮች ተስማሚ ያደርገዋል።

2. ከፍተኛ የአሰሳ መረጋጋት

ጣልቃ ገብነት ሲከሰት፣ ባለብዙ አካል ስርዓት ከቀላል አንቴና ጋር ሲነጻጸር ጠቃሚ የሳተላይት ምልክቶችን በብቃት መቀበልን መቀጠል ይችላል።

ለሙያዊ የUAV አፕሊኬሽኖች፣ ይህ ተጨማሪ ጥበቃ የተልዕኮ ስኬት መጠኖችን ሊያሻሽል ይችላል።

3. የተሻሻለ ተለዋዋጭነት

የታመቀ የድርድር ዲዛይን እንደ ተለዋዋጭ አካባቢዎች የምልክት ሂደትን የሚያስተካክሉ የላቁ ስልተ ቀመሮችን ሊደግፍ ይችላል።

ይሁን እንጂ፣ እነዚህ ጥቅሞች ተግዳሮቶች ያጋጥሟቸዋል።

የአራት-አባል ድርድር ብዙውን ጊዜ የሚከተሉትን ይፈልጋል፦

• ተጨማሪ የአንቴና ክፍሎች
• ተጨማሪ የRF ቻናሎች
• የበለጠ ውስብስብ የኤሌክትሮኒክስ ዕቃዎች
• ከፍተኛ የኃይል ፍጆታ
• ተጨማሪ የመለኪያ ስራዎች

ይህ ማለት መሐንዲሶች የUAV SWaP ጫና እንዳይጨምር ዲዛይኑን በጥንቃቄ ማመቻቸት አለባቸው ማለት ነው።

 

ነጠላ-ኤለመንት አንቴና፡ ቀላል ክብደት ያለው እና ቀልጣፋ ምርጫ

አንድ ነጠላ-ኤለመንት አንቴና በጣም ቀላል መዋቅር አለው።

ዋና ዋና ጥቅሞቹ የሚከተሉትን ያካትታሉ:

• አነስተኛ መጠን
• ዝቅተኛ ክብደት
• ዝቅተኛ የኃይል መስፈርቶች
• ቀላል መጫኛ
• የስርዓት ወጪን ዝቅ ማድረግ

አነስተኛ የጣልቃ ገብነት አደጋ ባለባቸው አካባቢዎች ለሚሰሩ ትናንሽ UAVዎች፣ አንድ-ኤለመንት አንቴና በቂ የአሰሳ አፈፃፀም ሊሰጥ ይችላል።

በተለይም የበረራ ጽናት እና የጭነት አቅም ቅድሚያ ለሚሰጣቸው አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ነው።

ሆኖም ግን፣ ገደቡ ግልጽ ነው፡ አንድ አንቴና ጠንካራ ጣልቃ ገብነት ሲያጋጥመው አነስተኛ አቅም አለው። ብዙ የሲግናል ቻናሎች ከሌሉ፣ የመዝጋት ምንጮችን መለየት እና ማፈን የበለጠ ከባድ ነው።

ስለዚህ፣ የአንድ-ኤለመንት አንቴና መምረጥ የአሠራር አካባቢን በጥንቃቄ መገምገምን ይጠይቃል።

 

ለ UAV አፕሊኬሽኖች ትክክለኛውን ፀረ-ማጨብጨብ አንቴና እንዴት መምረጥ እንደሚቻል

ምርጡ የአንቴና መፍትሄ የሚወሰነው በUAV ተልዕኮ መስፈርቶች ላይ ነው።

ፀረ-መዘጋት አንቴና ከመምረጥዎ በፊት መሐንዲሶች የሚከተሉትን ምክንያቶች ግምት ውስጥ ማስገባት አለባቸው፡

1. የሚስዮን አካባቢ

የዩኤቪ (UAV) የት ይሰራል?

ድሮኑ በተረጋጋ የዳሰሳ ምልክቶች ክፍት ቦታዎች ላይ የሚሰራ ከሆነ፣ ቀላል ክብደት ያለው መፍትሄ በቂ ሊሆን ይችላል።

ሊፈጠር በሚችል ጣልቃ ገብነት ባሉ አካባቢዎች የሚሰራ ከሆነ፣ የታመቀ የድርድር አንቴና የተሻለ ጥበቃ ሊሰጥ ይችላል።

2. የበረራ ጊዜ መስፈርቶች

ለረጅም ጊዜ ለሚደረጉ ተግባራት ክብደት መቀነስ እና የኃይል ፍጆታን መቀነስ አስፈላጊ ነው።

ቀለል ያለ የአንቴና ስርዓት የባትሪ ዕድሜን ለማራዘም እና የአሠራር ቅልጥፍናን ለማሻሻል ይረዳል።

3. የመጫን አቅም

ትናንሽ ቋሚ ክንፍ ያላቸው UAVዎች ብዙውን ጊዜ ጥብቅ የጭነት ገደቦች አሏቸው። አንቴናው የአውሮፕላኑን ሚዛን ሳይነካ በሚገኘው ቦታ ውስጥ መገጣጠም አለበት።

4. የአሰሳ ትክክለኛነት መስፈርቶች

አንዳንድ አፕሊኬሽኖች እንደ ቅየሳ፣ ካርታ ስራ እና ራስን የማስተዳደር በረራ ያሉ እጅግ በጣም ትክክለኛ አቀማመጥ ይፈልጋሉ።

በእነዚህ አጋጣሚዎች፣ በጠንካራ የፀረ-ጣልቃ ገብነት አቅም ላይ ኢንቨስት ማድረግ የተሻለ የረጅም ጊዜ እሴት ሊያቀርብ ይችላል።

 

የምህንድስና ማመቻቸት፡ ዝቅተኛ SWaP በመጠቀም ከፍተኛ አፈጻጸም ማሳካት

ዘመናዊ የአንቴና ልማት የስርዓት መጠኑን ሳይጨምር አፈፃፀምን በማሻሻል ላይ ያተኩራል።

ቁልፍ የማመቻቸት ዘዴዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ:

• አነስተኛ የአንቴና መዋቅሮች
• ዝቅተኛ ኃይል ያለው የኤሌክትሮኒክስ ዲዛይን
• ውጤታማ የምልክት ማቀነባበሪያ ስልተ ቀመሮች
• ቀላል ክብደት ያላቸው ቁሳቁሶች
• የተዋሃደ የስርዓት ዲዛይን

ግቡ አንቴናን ትንሽ ማድረግ ብቻ አይደለም። ግቡ አስተማማኝ የአሰሳ አፈፃፀምን መጠበቅ እና በUAV መድረክ ላይ ያለውን ተጽእኖ መቀነስ ነው።

በጥሩ ሁኔታ የተነደፈ ፀረ-መዘጋት አንቴና በጥበቃ፣ በብቃት እና በውህደት ተለዋዋጭነት መካከል ተግባራዊ ሚዛን መስጠት አለበት።

 

ማጠቃለያ፡ SWaP ብልጥ የሆነ የUAV አሰሳ ለማድረግ ቁልፉ ነው

ለአነስተኛ UAVዎች፣ እያንዳንዱ ግራም እና እያንዳንዱ ዋት አስፈላጊ ነው።

ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው የሚዘጋ አንቴናአስቸጋሪ ፈተናን ማሸነፍ አለበት፡- ጥብቅ የሆነ የመጠን፣ የክብደት እና የኃይል መስፈርቶችን በማሟላት ጠንካራ የጣልቃ ገብነት መከላከያ መስጠት።

የታመቁ አራት-አባል ድርድር አንቴናዎች ጠንካራ የፀረ-መዘጋት ችሎታ ይሰጣሉ እና ለከፍተኛ ተልእኮዎች ተስማሚ ናቸው። ነጠላ-አባል አንቴናዎች ለቀላል አፕሊኬሽኖች እጅግ በጣም ጥሩ የSWaP ጥቅሞችን ይሰጣሉ።

ትክክለኛው ምርጫ የሚወሰነው በUAV ተልዕኮ፣ አካባቢ እና የአፈጻጸም መስፈርቶች ላይ ነው።

የUAV ቴክኖሎጂ መገንባቱን ሲቀጥል፣ ቀላል ክብደት ያለው ዲዛይን፣ ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ እና አስተማማኝ የፀረ-ጣልቃ ገብነት አፈፃፀምን የሚያጣምሩ የአንቴና መፍትሄዎች በራስ ገዝ በረራ የወደፊት ሁኔታ ውስጥ ከጊዜ ወደ ጊዜ አስፈላጊ ሚና ይጫወታሉ።