Nawigacja na granicy wysokich częstotliwości w operacjach UAV

UAV wkraczają w wyższe pasma częstotliwości, obiecując zwiększone możliwości, ale wymagając zaawansowanej technologii.

Krajobraz komunikacji systemów bezzałogowych (UAS) przechodzi kluczową transformację, z zauważalnym przesunięciem w kierunku wyższych pasm częstotliwości. Tradycyjnie działające w zakresie od 300 MHz do 7,2 GHz, systemy te coraz częściej wykorzystują częstotliwości 7,5–12 GHz. Ten postęp w domenie fal centymetrowych (SHF) oznacza znaczący postęp technologiczny, szczególnie dla dronów małej i średniej klasy.

Konwencjonalne pasma częstotliwości historycznie wykorzystywane do komend i transmisji wideo UAV, w szczególności 2,4 GHz i 5,8 GHz, doświadczają nasycenia. To zatłoczenie utrudnia wydajność z powodu zwiększonej interferencji i ograniczonej przepustowości, zmuszając operatorów do poszukiwania alternatyw.

Działanie w zakresie 7,5–12 GHz oferuje kilka zalet. Wyższe pasma częstotliwości pozwalają na większą przepustowość danych i zmniejszenie opóźnień, co jest szczególnie korzystne dla transmisji wideo w wysokiej rozdzielczości (HD) i 4K. Ta zmiana jest kluczowa dla aplikacji wymagających przetwarzania danych w czasie rzeczywistym i obrazowania w wysokiej rozdzielczości. W szczególności podczas konfliktu w Górskim Karabachu, wykorzystanie zaawansowanych UAV, takich jak Bayraktar, podkreśliło taktyczną przewagę lepszych możliwości komunikacyjnych.

Jednak wykorzystanie częstotliwości powyżej 7 GHz wprowadza wyzwania techniczne. Krótsze długości fal charakterystyczne dla tych częstotliwości skutkują szybszym tłumieniem sygnału i ograniczoną zdolnością do przenikania przez przeszkody, co wymaga czystej linii wzroku między UAV a jego stacją kontrolną. Wysoka precyzja RF i stabilność anteny stają się kluczowe, ponieważ nawet niewielkie odstrojenie może znacząco pogorszyć wydajność łącza.

Aby utrzymać stabilne połączenia na tych wyższych częstotliwościach, UAV muszą stosować anteny kierunkowe o wysokim zysku i potencjalnie zwiększoną moc nadajnika. Takie konfiguracje zapewniają, że sygnał może pokonywać większe odległości bez znaczącej degradacji, nawet w trudnych warunkach.

W scenariuszach, gdzie linia wzroku jest zablokowana lub występuje maskowanie terenu, można wdrożyć powietrzne przekaźniki UAV. Te systemy przekaźnikowe działają jako pośrednicy, umożliwiając utrzymanie łączy komunikacyjnych poprzez mostkowanie luki między głównym UAV a jego stacją kontrolną.

Przejście operacji UAV do wyższego pasma częstotliwości 7,5–12 GHz stanowi strategiczną odpowiedź na nasycenie tradycyjnych pasm komunikacyjnych. Choć ta zmiana oferuje poprawioną przepustowość danych i zmniejszone opóźnienia, wymaga również postępów w technologii antenowej i zarządzaniu sygnałem. W miarę jak technologia UAV nadal się rozwija, działanie w tych wysokich pasmach częstotliwości będzie kluczowe dla zwiększenia możliwości i efektywności systemów bezzałogowych.

Source: https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Nagorno-Karabakh_war, https://en.wikipedia.org/wiki/Baykar_Bayraktar_TB2, https://en.wikipedia.org/wiki/Unmanned_aerial_vehicle