Nadajniki radiowe przeznaczone do dronów i systemów bezzałogowych przekształcają dane sterujące, telemetryczne, z czujników, obraz wideo lub dane identyfikacyjne w sygnały modulowane. Stosowane w bezzałogowych statkach powietrznych (UAV), bezzałogowych pojazdach lądowych (UGV), bezzałogowych statkach wodnych (USV) oraz systemach robotycznych nadajniki te obsługują łącza dowodzenia i kontroli, monitorowanie stanu technicznego, przesyłanie danych dotyczących ładunku, transmisję identyfikacji zdalnej (Remote ID), sygnalizację awaryjną oraz tworzenie sieci obejmujących wiele pojazdów.
Na tej stronie przedstawiono czołowych dostawców nadajników radiowych do dronów oraz rozwiązania w zakresie transmisji o dużej mocy przeznaczone dla systemów bezzałogowych.
Przeczytaj Przegląd technologii
Radia definiowane programowo (SDR) i radia IP Mesh dla bezzałogowych statków powietrznych, dronów, bezzałogowych pojazdów naziemnych i robotyki
Urządzenia GPS-GNSS zapobiegające zakłóceniom, taktyczne łącza danych, systemy telemetryczne, sprzęt do walki elektronicznej i systemy przerywania lotu
Sieć radiowa typu mesh, nadajniki-odbiorniki WiFi i technologia bezprzewodowej sieci typu mesh dla dronów, bezzałogowych statków powietrznych, bezzałogowych pojazdów naziemnych i robotyki
Technologia SDR, łącza danych UAV i anteny śledzące do komunikacji dalekiego zasięgu
Bezprzewodowa komunikacja radiowa, taktyczne łącza danych i nadajniki-odbiorniki radiowe dla systemów bezzałogowych
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Nadajniki radiowe, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Nadajniki radiowe stanowią podstawowe elementy komunikacyjne w systemach bezzałogowych. Niezależnie od tego, czy chodzi o platformy powietrzne, lądowe czy morskie, niezawodny nadajnik radiowy umożliwia przesyłanie poleceń, danych telemetrycznych, informacji o ładunku oraz komunikatów identyfikacyjnych między pojazdem a stacją kontroli w ramach szerszego łącza radiowego. W złożonych zastosowaniach nadajnik radiowy przeznaczony do obsługi dronów, pojazdów lądowych (UGV) oraz statków bezzałogowych (USV) zapewnia bezpieczeństwo, gdy jest połączony z odpowiednimi odbiornikami, antenami, oprogramowaniem oraz systemami zarządzania zakłóceniami.
Funkcja nadawania przekształca informacje cyfrowe lub elektryczne w modulowane sygnały o częstotliwości radiowej. Komponenty te są często zintegrowane z nadajnikami-odbiornikami, modułami telemetrycznymi lub systemami radiowej transmisji danych, a nie działają samodzielnie. Wybór odpowiedniej konfiguracji nadajnika i odbiornika radiowego dla drona ma kluczowe znaczenie, ponieważ nieodpowiednie parametry techniczne mogą ograniczyć zasięg, zwiększyć opóźnienia lub spowodować zakłócenia w tej samej lokalizacji z pokładowymi odbiornikami GNSS i kontrolerami lotu.
Łącze sterowania i kontroli przesyła instrukcje lotu lub operacyjne do bezzałogowego pojazdu. Dedykowane kanały radiowego sterowania bezzałogowymi statkami powietrznymi (UAV) służą do zmiany trybu lotu, aktualizacji punktów trasy, wprowadzania danych ręcznie, sterowania ładunkiem oraz ręcznego przejęcia kontroli w trybie powrotu do bazy. Pojazdy bezzałogowe (UGV) wykorzystują łącza radiowe do sterowania przepustnicą, kierowaniem, hamowaniem, manipulatorami oraz zatrzymaniami awaryjnymi, natomiast statki bezzałogowe (USV) wykorzystują je do sterowania kursem, prędkością, trybami nawigacji oraz poleceniami unikania kolizji.
Profesjonalne systemy często oddzielają ruch C2 od danych ładunku wymagających dużej przepustowości lub nadają mu priorytet za pomocą mechanizmów kontroli jakości usług. Platformy z podwójną redundancją mogą wykorzystywać niezależne nadajniki i odbiorniki w architekturze dronów, izolowane źródła zasilania oraz logikę przełączania awaryjnego.
Transmisja danych telemetrycznych zapewnia operatorom i systemom autonomicznym wgląd diagnostyczny w czasie rzeczywistym, obejmujący stan akumulatora, pobór prądu, temperaturę silnika, stan elektronicznego regulatora prędkości, dane inercyjne, jakość sygnału GNSS, postęp misji oraz statystyki łącza.
Chociaż telemetria wymaga mniejszej przepustowości niż transmisja wideo, nadal zależy od niezawodnej konstrukcji łącza. Modulacja wąskopasmowa, korekcja błędów z wyprzedzeniem oraz odpowiednie rozmieszczenie anten mogą pomóc nadajnikowi telemetrycznemu drona w utrzymaniu łączności w sytuacjach, gdy zawiodą łącza danych użytkowych o dużej przepustowości.
Nadajnik radiowy do dronów firmy DTC
Dane z ładunku użytkowego są często największym obciążeniem dla przepustowości nadajnika drona. Gimbale EO/IR, skanery LiDAR, kamery hiperspektralne oraz sonary morskie mogą generować duże ilości danych, chociaż systemy podwodne zazwyczaj wymagają kabla łączącego, przekaźnika akustycznego, anteny wynurzającej się na powierzchnię, przekaźnika USV lub naziemnego łącza radiowego zamiast bezpośredniej podwodnej transmisji radiowej.
Nadajniki wideo do dronów obsługują pilotowanie z perspektywy pierwszej osoby (FPV), inspekcje przemysłowe oraz działania w zakresie wywiadu, nadzoru i rozpoznania (ISR). Łącza cyfrowe wykorzystują adaptacyjne kodowanie, korekcję błędów oraz kontrolę przepływności dostosowaną do stanu łącza, aby ograniczyć utratę pakietów i zawieszanie się obrazu w przypadku pogorszenia się warunków radiowych.
Systemy bezzałogowe przesyłają dane PNT w celu utrzymania świadomości sytuacyjnej w ramach szerszej sieci misji. Platformy mogą przesyłać do centrum kontroli misji (GCS) współrzędne GNSS, wysokość, prędkość, kurs oraz poziom pewności nawigacji. W ramach autonomii opartej na współpracy oraz lotów roju dronów powietrzne systemy nadawcze umożliwiają pojazdom wymianę danych dotyczących wzajemnego położenia w celu realizacji lotu formacyjnego, zapobiegania kolizjom oraz tworzenia map w trybie rozproszonym.
Ramy regulacyjne w wielu regionach wymagają, aby niektóre bezzałogowe statki powietrzne nadawały lub udostępniały dane dotyczące tożsamości i śledzenia. W Stanach Zjednoczonych przepisy FAA dotyczące zdalnej identyfikacji (Remote ID) mają zastosowanie do wielu dronów i mogą obejmować dane dotyczące tożsamości, pozycji, wysokości, prędkości, znacznika czasowego, stanu awaryjnego oraz stacji kontroli lub miejsca startu, w zależności od metody zapewnienia zgodności. Funkcje Wi-Fi lub Bluetooth o niskiej mocy muszą być zintegrowane w taki sposób, aby nie pogarszały jakości odbioru sygnału GNSS ani nie zakłócały działania głównych łączy sterujących.
W przypadku utraty lub pogorszenia jakości głównego łącza danych pokładowy układ zabezpieczający może uruchomić tryb zawisu, lądowania, utrzymania pozycji lub powrotu do punktu startowego. Rezerwowe łącze o niskiej przepustowości, nadajnik sygnału nawigacyjnego lub nadajnik awaryjny mogą również powiadomić personel naziemny oraz przesłać ostatnie znane współrzędne lub stan statku powietrznego. W profesjonalnych systemach sygnalizacja awaryjna traktowana jest jako funkcja rezerwowa, w razie potrzeby oddzielona od radiostacji ładunku o wysokiej przepustowości.
W przypadku ręcznego przejęcia kontroli nad lotem, prototypowania oraz komercyjnych zastosowań krótkiego zasięgu nadal powszechnie stosuje się nadajniki ręczne. Łączą one drążki sterujące, przełączniki oraz moduł radiowy w jednym przenośnym urządzeniu.
W przypadku operacji BVLOS, misji wojskowych oraz zastosowań wymagających długotrwałej pracy zespoły często korzystają z radiostacji stacji kontroli naziemnej wyposażonych w wzmocnione obudowy, anteny śledzące, większą przepustowość łącza oraz integrację z siecią Ethernet/IP na potrzeby oprogramowania do telemetrii i planowania misji.
Nadajnik FM do przerywania lotu firmy TUALCOM
Wybór nadajnika pokładowego zależy od ograniczeń dotyczących rozmiarów, masy i mocy, a także od chłodzenia, rozmieszczenia anteny, częstotliwości oraz kontroli zakłóceń. Odpowiedni nadajnik pokładowy pomaga utrzymać jakość łącza bez nadmiernego zużycia baterii, nagrzewania się urządzenia lub zakłóceń elektromagnetycznych.
Nadajniki pokładowe bezzałogowych statków powietrznych (UAV) muszą zapewniać równowagę między mocą wyjściową a wydajnością termiczną oraz zgodnością z przepisami dotyczącymi widma. Samoloty stałopłatowe wyposażone w wysokiej klasy nadajnik dronowy wymagają starannego rozmieszczenia anteny, aby uniknąć zasłaniania jej przez płatowiec. Wiodący dostawca nadajników do bezzałogowych statków powietrznych może zapewnić wsparcie w zakresie integracji, jednak filtrowanie, testowanie i instalacja pozostają niezbędne dla zapewnienia niezawodnej architektury nadajnika radiowego UAV.
Bezzałogowe pojazdy naziemne (UGV) wykorzystują nadajniki radiowe, jednak ich środowisko radiowe różni się od warunków panujących w powietrzu. Przeszkody terenowe, zabudowa miejska, roślinność, konstrukcje metalowe oraz odbicia wielodrożne mogą sprawić, że standardowe nadajniki radiowe działające w linii wzroku okażą się nieodpowiednie.
Inżynierowie zajmujący się pojazdami UGV mogą wybierać pasma o niższych częstotliwościach, aby zapewnić odporność na dyfrakcję i przeszkody, lub stosować mobilne sieci typu ad-hoc typu mesh w celu utrzymania łączności za pośrednictwem węzłów przekaźnikowych.
Nadajniki radiowe są również stosowane w bezzałogowych pojazdach powierzchniowych (USV), gdzie komunikacja radiowa zazwyczaj odbywa się powyżej linii wodnej. Wyzwania obejmują zanikanie sygnału spowodowane wielodrożnością nad wodą, ruch statku, działanie fal, mgłę solną oraz niską wysokość anten, która ogranicza zasięg radiowy.
Platformy morskie wymagają wzmocnionych złączy, kabli koncentrycznych RF, anten oraz obudów wykonanych z materiałów odpornych na korozję i uszczelnionych przed wnikaniem wilgoci.
Gdy operacje wymagają zwiększonego zasięgu, przepustowość jest często ograniczana na rzecz rezerwy łączności. Nadajniki telemetryczne dalekiego zasięgu wykorzystują modulację i kodowanie o wąskiej szerokości pasma w celu utrzymania łączności w zakresie poleceń lub statusu. Rzeczywisty zasięg zależy od wzmocnienia anteny, odległości od strefy Fresnela, ukształtowania terenu, warunków atmosferycznych, lokalnych zakłóceń radiowych oraz regulacyjnych ograniczeń mocy.
Starsze analogowe nadajniki wideo są nadal stosowane tam, gdzie wymagane jest pilotowanie FPV z bardzo małym opóźnieniem, jednak w profesjonalnych zastosowaniach coraz częściej wykorzystuje się cyfrowe nadajniki wideo. Systemy cyfrowe mogą obsługiwać szyfrowanie, korekcję błędów oraz strumieniowanie IP, zapewniając wyraźniejszy obraz niż łącza analogowe, na które wpływają zakłócenia statyczne, przerwy w transmisji lub przesuwające się linie.
Mobilne sieci ad hoc wykorzystują nadajniki radiowe typu mesh do przekształcania bezzałogowych urządzeń w węzły sieciowe. Jeśli robot naziemny znajdzie się za przeszkodą, może przekierować dane telemetryczne i obraz wideo przez znajdującego się w pobliżu drona powietrznego pełniącego rolę przekaźnika. Nadajniki typu mesh umożliwiają prowadzenie operacji rojowych, wspólnych operacji taktycznych oraz poszukiwań i akcji ratowniczych na rozległych obszarach.
W celu zapewnienia sterowania poza zasięgiem wzroku inżynierowie mogą łączyć lokalne łącza radiowe, sieci komórkowe LTE/5G oraz łączność satelitarną. Nadajniki komórkowe zapewniają połączenia natywne dla protokołu IP na obszarach objętych zasięgiem, natomiast terminale SATCOM obsługują zdalnie sterowane bezzałogowe statki morskie (USV) oraz samoloty latające na dużych wysokościach i o długim czasie lotu, o ile dostępny jest zasięg, możliwości terminala, ustawienie anteny oraz dostęp do usług.
Sieci pozaziemskie 3GPP umożliwiają modemom hybrydowym (komórkowo-satelitarnym) przełączanie się między sieciami naziemnymi a kosmicznymi bez konieczności stosowania całkowicie oddzielnych, ciężkich ładunków radiowych.
Radia definiowane programowo wykorzystują programowalne przetwarzanie cyfrowe w celu obsługi konfigurowalnych przebiegów i funkcji łącza. Dzięki odpowiednim modułom wejściowym RF, filtrom, antenom, wzmacniaczom mocy, szerokości pasma, oprogramowaniu, systemom chłodzenia oraz zatwierdzeniom dotyczącym widma systemy oparte na technologii SDR mogą obsługiwać łącza telemetryczne, wideo lub szyfrowane łącza danych taktycznych. To elastyczne podejście do nadajników lotniczych i kosmicznych jest stosowane przez integratorów dostosowujących sprzęt do różnych wymagań misji i przepisów.
| Pasmo częstotliwości | Typowe częstotliwości | Typowe zastosowanie | Główne cechy |
| UHF / ISM | 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz | Telemetria dalekiego zasięgu, C2 | Dobra penetracja, duży zasięg, niska przepustowość danych. |
| Pasmo S / ISM | 2,4 GHz | Sterowanie RC, łącza danych Wi-Fi | Zrównoważony zasięg i przepustowość, większe ryzyko przeciążenia. |
| Pasmo C / ISM | 5,8 GHz | Wideo FPV, transmisja danych o dużej przepustowości | Wysokie prędkości transmisji danych, kompaktowe anteny, głównie w linii wzroku. |
| Pasmo L/S/C – licencjonowane | Różni się w zależności od krajowych przydziałów częstotliwości | Łącza wojskowe i taktyczne | Skoordynowane wykorzystanie widma, dobry zasięg i przepustowość w połączeniu z odpowiednim projektem przebiegu sygnału i szyfrowaniem. |
| Pasmo Ku / Ka | Od 12 GHz do 40 GHz | Łączność satelitarna poza zasięgiem wzroku | Wysoka przepustowość i szeroki zasięg, przy podatności na zaniki spowodowane opadami deszczu. |
Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie komponentów elektronicznych i przetwarzania sygnałów zmieniają sposób, w jaki platformy bezzałogowe zarządzają transmisją danych w środowiskach radiowych charakteryzujących się dużą konkurencją lub zatłoczeniem.
Rozwój ten przyczynia się do utrzymania stabilności przyszłych struktur komunikacyjnych w obliczu rosnącego zatłoczenia widma, pod warunkiem odpowiedniego uwzględnienia kwestii projektowania systemu, zgodności z przepisami dotyczącymi widma, integracji anten oraz testów zakłóceń.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.