Os transmissores de rádio para drones e sistemas não tripulados convertem dados de comando, telemetria, sensores, vídeo ou identificação em sinais modulados. Utilizados em UAVs, UGVs, USVs e sistemas robóticos, estes transmissores suportam ligações de comando e controlo, monitorização do estado, transferência de dados de carga útil, transmissões de identificação remota (Remote ID), sinalização de emergência e ligação em rede entre vários veículos.
Esta página apresenta os principais fornecedores de transmissores de rádio para drones e soluções de transmissão de alta potência para sistemas não tripulados.
Leia o Visão geral da tecnologia
Rádios definidos por software (SDRs) e rádios IP Mesh para UAV, drones, UGVs e robótica
Dispositivos GPS-GNSS anti-interferência, ligações de dados táticos, sistemas de telemetria, equipamento de guerra eletrónica e sistemas de interrupção de voo
Rádio em malha, transceptores WiFi e tecnologia de rede sem fios em malha para drones, UAVs, UGVs e robótica
Tecnologia SDR, ligações de dados UAV e antenas de rastreamento para comunicações de longo alcance
Comunicações de rádio sem fios, ligações de dados táticas e transceptores de rádio para sistemas não tripulados
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Os transmissores de rádio são componentes essenciais de comunicação nos sistemas não tripulados. Em plataformas aéreas, terrestres e marítimas, um transmissor de rádio robusto facilita a transmissão de comandos, telemetria, dados de carga útil e mensagens de identificação entre o veículo e a estação de controlo, no âmbito de uma ligação de rádio mais ampla. Em implementações complexas, um transmissor de rádio para operações com drones, UGVs e USVs contribui para a segurança quando combinado com recetores, antenas, software e gestão de interferências adequados.
A função de transmissão converte informação digital ou elétrica em sinais de radiofrequência modulados. Estes componentes são frequentemente integrados em transceptores, módulos de telemetria ou sistemas de transmissão de dados por rádio, em vez de funcionarem isoladamente. A seleção de uma configuração de transmissor e recetor de rádio para drones é fundamental, uma vez que especificações inadequadas podem restringir o alcance, aumentar a latência ou criar interferência no mesmo local com recetores GNSS e controladores de voo integrados.
A ligação de comando e controlo envia instruções de voo ou operacionais para um veículo não tripulado. São utilizados canais de controlo de rádio dedicados para UAV para alterações do modo de voo, atualizações de pontos de passagem, entradas manuais, orientação da carga útil e comandos de regresso à base. Os UGV utilizam ligações de RF para o acelerador, a direção, a travagem, o controlo do manipulador e as paragens de emergência, enquanto os USV as utilizam para a direção, a velocidade, os modos de navegação e os comandos de prevenção de colisões.
Os sistemas profissionais isolam frequentemente o tráfego C2 dos dados de carga útil de elevada largura de banda, ou atribuem-lhe prioridade através de controlos de qualidade de serviço. As plataformas redundantes podem utilizar um transmissor e um recetor independentes para arquiteturas de drones, fontes de alimentação isoladas e lógica de failover.
A transmissão de telemetria proporciona aos operadores e aos sistemas autónomos informações de diagnóstico em tempo real, incluindo o estado da bateria, o consumo de corrente, a temperatura do motor, o estado do controlador eletrónico de velocidade, dados inerciais, a qualidade do GNSS, o progresso da missão e estatísticas da ligação.
Embora a telemetria exija menos largura de banda do que o vídeo, continua a depender de um projeto de ligação fiável. A modulação de banda estreita, a correção de erros avançada e a colocação adequada da antena podem ajudar um transmissor de telemetria de um drone a manter o contacto nos casos em que as ligações de carga útil de elevada largura de banda falham.
Transmissor de rádio para drones da DTC
Os dados da carga útil são frequentemente o requisito que mais largura de banda consome para um transmissor de drone. Os gimbals EO/IR, os scanners LiDAR, as câmaras hiperespectrais e as cargas úteis de sonar marítimo podem gerar grandes volumes de dados, embora os sistemas submarinos exijam normalmente um cabo de ligação, um retransmissor acústico, uma antena de superfície, um retransmissor USV ou uma ligação de rádio à superfície, em vez de uma transmissão direta de RF subaquática.
Os transmissores de vídeo para drones suportam a pilotagem em «First-Person View» (FPV), a inspeção industrial e as atividades de Inteligência, Vigilância e Reconhecimento (ISR). As ligações digitais utilizam codificação adaptativa, correção de erros e controlo da taxa de bits sensível à ligação para reduzir a perda de pacotes e o congelamento de imagens quando as condições de RF se deterioram.
Os sistemas não tripulados transmitem dados de PNT para manter a consciência situacional no âmbito de uma rede de missão mais ampla. As plataformas podem enviar coordenadas GNSS, altitude, velocidade, rumo e confiança de navegação de volta para o GCS. Na autonomia colaborativa e em enxames de drones, os sistemas transmissores aéreos permitem que os veículos troquem dados de localização relativa para voo em formação, prevenção de colisões e mapeamento distribuído.
Os quadros regulamentares em muitas regiões exigem que determinadas aeronaves não tripuladas transmitam ou disponibilizem dados de identidade e rastreamento. Nos Estados Unidos, as regras de Identificação Remota da FAA aplicam-se a muitos drones e podem incluir identidade, posição, altitude, velocidade, marca temporal, estado de emergência e estação de controlo ou local de descolagem, dependendo do método de conformidade. Estas funções Wi-Fi ou Bluetooth de baixa potência devem ser integradas para evitar a degradação da receção GNSS ou das ligações de controlo primárias.
Quando uma ligação de dados primária é perdida ou fica comprometida, a lógica de segurança integrada a bordo pode acionar comportamentos de permanência no ar, aterragem, manutenção da posição ou regresso à base. Uma ligação secundária de baixa velocidade, um farol ou um transmissor de emergência também podem alertar a equipa de terra e transmitir as últimas coordenadas conhecidas ou o estado atual. Os sistemas profissionais tratam a sinalização de emergência como uma função de redundância, separada dos rádios de carga útil de elevado débito, sempre que necessário.
Para o controlo manual do voo, prototipagem e trabalhos comerciais de curto alcance, os transmissores portáteis continuam a ser comuns. Combinam manípulos de controlo, interruptores e um módulo de radiofrequência numa única unidade móvel.
Para operações BVLOS, missões militares e aplicações de longa autonomia, as equipas recorrem frequentemente a rádios de estações de controlo em terra com caixas reforçadas, antenas de rastreio, maior capacidade de ligação e integração Ethernet/IP para telemetria e software de planeamento de missões.
Transmissor FM de terminação de voo da TUALCOM
A seleção do transmissor a bordo é determinada pelo tamanho, peso e limites de potência, bem como pelo arrefecimento, posicionamento da antena, frequência e controlo de interferências. Um transmissor a bordo adequado ajuda a manter a qualidade da ligação sem consumo excessivo da bateria, aquecimento ou interferência eletromagnética.
Os transmissores a bordo de UAV têm de equilibrar a potência de saída com a eficiência térmica e a conformidade com o espectro. As aeronaves de asa fixa que transportam um transmissor de drone de alta qualidade requerem um posicionamento cuidadoso da antena para evitar o bloqueio pela estrutura da aeronave. Um fornecedor líder de transmissores para UAV pode apoiar a integração, mas a filtragem, os testes e a instalação continuam a ser essenciais para uma arquitetura fiável de transmissores de rádio para UAV.
Os veículos terrestres não tripulados (UGV) utilizam transmissores de rádio, mas o seu ambiente de RF difere do das aeronaves. Obstáculos no terreno, aglomeração urbana, folhagem, estruturas metálicas e reflexões multipath podem tornar os transmissores de rádio padrão de linha de visão inadequados.
Os engenheiros de UGV podem optar por bandas de frequência mais baixas para maior tolerância à difração e a obstruções, ou utilizar redes em malha móveis ad hoc para manter a conectividade através de nós de retransmissão.
Os transmissores de rádio também são utilizados em veículos de superfície não tripulados (USV), onde as comunicações de RF ocorrem normalmente acima da linha de água. Os desafios incluem o desvanecimento por multipath sobre a água, o movimento da embarcação, a ação das ondas, o nevoeiro salino e as baixas alturas das antenas, que limitam o horizonte de rádio.
As plataformas marítimas requerem conectores reforçados, cabos coaxiais de RF, antenas e invólucros construídos com materiais resistentes à corrosão e vedados contra a entrada de humidade.
Quando as operações exigem um alcance alargado, a taxa de transferência é frequentemente sacrificada em prol da margem da ligação. Os transmissores de telemetria de longo alcance utilizam modulação e codificação de largura de banda estreita para manter a conectividade de comando ou de estado. O alcance real depende do ganho da antena, da distância em relação à zona de Fresnel, do terreno, das condições atmosféricas, do ruído de RF local e dos limites regulamentares de potência.
Os transmissores de vídeo analógicos tradicionais continuam a ser utilizados em situações que exigem pilotagem FPV com latência muito baixa, mas as operações profissionais recorrem cada vez mais a transmissores de vídeo digitais. Os sistemas digitais suportam encriptação, correção de erros e transmissão IP, produzindo imagens mais nítidas do que as ligações analógicas afetadas por estática, interrupções ou linhas onduladas.
As redes móveis ad hoc utilizam transmissores de rádio em malha para transformar recursos não tripulados em nós de rede. Se um robô terrestre se deslocar para trás de um obstáculo, pode encaminhar telemetria e vídeo através de um drone aéreo próximo que atua como retransmissor. Os transmissores em malha suportam operações táticas colaborativas em enxame, bem como operações de busca e salvamento em áreas extensas.
Para o controlo fora do campo de visão, os engenheiros podem combinar ligações de RF locais, redes celulares LTE/5G e comunicações por satélite. Os transmissores celulares fornecem ligações nativas de IP em áreas com cobertura, enquanto os terminais SATCOM suportam USV marítimos remotos e aeronaves de alta altitude e longa autonomia, nos casos em que a cobertura, a capacidade do terminal, a orientação da antena e o acesso ao serviço estejam disponíveis.
As redes não terrestres 3GPP permitem que modems híbridos celular-satélite alternem entre redes terrestres e espaciais sem a necessidade de cargas úteis de rádio pesadas e completamente separadas.
Os rádios definidos por software utilizam processamento digital programável para suportar formas de onda e funções de ligação configuráveis. Com front-ends de RF, filtros, antenas, amplificadores de potência, largura de banda, software, refrigeração e aprovação de espectro adequados, os sistemas baseados em SDR podem suportar telemetria, vídeo ou ligações de dados táticos encriptados. Esta abordagem flexível aos transmissores aeroespaciais é utilizada por integradores que adaptam o hardware a diferentes requisitos de missão e regulamentares.
| Banda de frequência | Frequências comuns | Aplicação típica | Características principais |
| UHF / ISM | 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz | Telemetria de longo alcance, C2 | Boa penetração, longo alcance, baixa largura de banda de dados. |
| Banda S / ISM | 2,4 GHz | Controlo RC, ligações de dados Wi-Fi | Alcance e largura de banda equilibrados, maior risco de congestionamento. |
| Banda C / ISM | 5,8 GHz | Vídeo FPV, dados de elevado débito | Altas taxas de transmissão de dados, antenas compactas, principalmente em linha de visão. |
| L/S/C — Licenciada | Varia consoante a atribuição nacional | Ligações militares e táticas | Utilização coordenada do espectro, bom alcance e débito quando combinadas com um desenho de forma de onda e encriptação adequados. |
| Bandas Ku / Ka | 12 GHz a 40 GHz | SATCOM «Beyond-Line-of-Sight» | Elevada taxa de transferência e cobertura de área alargada, com suscetibilidade ao enfraquecimento causado pela chuva. |
Os recentes avanços nos componentes eletrónicos e no processamento de sinais estão a alterar a forma como as plataformas não tripuladas gerem a transmissão de dados em ambientes de RF disputados ou congestionados.
Estes desenvolvimentos ajudam as futuras estruturas de comunicação a manterem-se estáveis à medida que o congestionamento do espectro aumenta, desde que o projeto do sistema, a conformidade com o espectro, a integração das antenas e os testes de interferência sejam devidamente abordados.
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