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          新型天線(xiàn)將促進(jìn)無(wú)人機(jī)與衛(wèi)星的通信

          發(fā)布日期:2020-03-11我要投稿我要評(píng)論
          新型天線(xiàn)將促進(jìn)無(wú)人機(jī)與衛(wèi)星的通信
           
          一組中國(guó)研究人員已經(jīng)為無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)了一種緊湊的刀形天線(xiàn),它可以在兩種輻射模式之間切換,以實(shí)現(xiàn)更好的通信覆蓋。他們?cè)?月26日的IEEE會(huì)刊上發(fā)表了一篇關(guān)于天線(xiàn)和傳播的研究報(bào)告。

          對(duì)于高速巡航的無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō),最好有小型的空氣動(dòng)力天線(xiàn)來(lái)限制阻力,但仍能提供足夠的帶寬和覆蓋范圍。清華大學(xué)研究員張志軍指出,劍形天線(xiàn)在空氣動(dòng)力方面是有益的,但這種設(shè)計(jì)有一個(gè)主要的限制。

          傳統(tǒng)的刀形天線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生甜甜圈形狀的輻射模式,提供全方位的覆蓋,是空對(duì)地通信的理想選擇。然而,一個(gè)甜甜圈形狀的圖案在它的頂點(diǎn)是空的,”張解釋道。

          雖然這種環(huán)形輻射圖足以幫助無(wú)人機(jī)與地面通信系統(tǒng)交換信號(hào),但是在嘗試與衛(wèi)星建立通信時(shí)(也稱(chēng)為“半球覆蓋”),無(wú)人機(jī)正上方的“盲區(qū)”是有問(wèn)題的。因此,Zhang和他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種新穎的類(lèi)似軍刀的天線(xiàn)設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)也可以在天線(xiàn)正上方提供信號(hào)。

          為此,研究人員在設(shè)計(jì)中加入了兩個(gè)金屬散熱器。第一個(gè)是單極子,它以全向模式垂直于地面。第二個(gè)是偶極子,它以寬邊方向與地面平行-產(chǎn)生了一個(gè)信號(hào),該信號(hào)填充了傳統(tǒng)天線(xiàn)的盲點(diǎn)。張說(shuō):“這兩個(gè)輻射器不僅產(chǎn)生兩種工作模式和所需的輻射圖,而且還提供了額外的電容器負(fù)載效應(yīng),從而縮小了天線(xiàn)尺寸。”“天線(xiàn)可以即時(shí)在兩種模式之間切換,從而提供了最高的半球覆蓋范圍。”

          仿真和測(cè)試表明,該設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)大約20%的帶寬,這甚至使設(shè)計(jì)背后的研究人員都感到驚訝。張說(shuō),之所以發(fā)生這種效率,是因?yàn)閮煞N模式都使用了兩個(gè)散熱器。

          “據(jù)我們所知,這是實(shí)現(xiàn)具有上半球覆蓋范圍和機(jī)載衛(wèi)星通信可接受的增益的緊湊型飛機(jī)天線(xiàn)的第一步。接下來(lái),我們打算設(shè)計(jì)一種只有一種模式的更簡(jiǎn)單的飛機(jī)天線(xiàn),”張說(shuō),并指出這可能會(huì)犧牲一些帶寬。
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