Réglage de la puissance de l’équipement de contre-attaque contre les interférences d’UAV

Réglage de la puissance de l’équipement de contre-attaque contre les interférences d’UAV

arrière-plan:

L’équipement de contre-attaque contre les interférences des drones se compose généralement d’un module de lancement d’impact, d’une antenne d’émission, d’un circuit de gestion et de contrôle de la batterie. L’effet de contre-attaque, en particulier la distance de contre-attaque, dépend du module de lancement d’impact et de l’antenne de lancement. Lorsque l’antenne est fixe, la distance de contre-attaque dépend principalement de la puissance de sortie du module de transmission d’impact, quels que soient les facteurs environnementaux et techniques. Par conséquent, la puissance du module de lancement d’impact détermine la distance de contre-attaque de l’ensemble du système.

Exiger:

Dans certains systèmes de lutte contre les drones, les utilisateurs recherchent la possibilité d’ajuster et de contrôler la puissance pour les raisons suivantes :

1. Exigences de niveau de protection du client : dans une période de temps spécifique, le système doit atteindre la distance de contre-attaque la plus longue pour améliorer la protection. Mais dans des circonstances normales, une distance de contre-attaque modérée suffit.
2. Conformité aux normes : Certaines normes imposent des limites à la puissance isotrope rayonnée équivalente (E.R.I.P) d’un appareil émetteur. Ces limites répondent généralement aux exigences de base en matière de distance de contre-attaque. Afin de satisfaire les clients, l’appareil peut s’efforcer de respecter ou de dépasser ces limites. Lors de la réception ou des tests, il est nécessaire que l’équipement ajuste sa puissance pour respecter les limites spécifiées.
3. Afin de prolonger la durée de vie de l’équipement : lorsque l’équipement de haute puissance produit une puissance élevée, le module de transmission sera dans un état à haute température et aura un grand impact sur la durée de vie du module de transmission et même. la machine entière. Afin de prolonger la durée de vie de l’équipement, lorsque l’UAV cible s’approche, une contre-attaque efficace peut être réalisée grâce à des lancements d’impact de petite et moyenne puissance sans provoquer de températures élevées fréquentes dans l’équipement.

La relation entre la durée de vie du tube de l’amplificateur de puissance du module émetteur et la température de jonction

La photo montre le magazine « Launch », Liao Yuanyuan a étudié « La relation entre la durée de vie de l’amplificateur de puissance de l’émetteur et la température ». MTF est le temps de travail moyen entre pannes (MTBF). La conclusion est que lorsque la température de jonction du tube de l’amplificateur de puissance (qui peut être comprise comme la température de la puce et non comme la température de la coque du module) augmente de 10°C, sa durée de vie sera réduite de 2,5 fois. En d’autres termes, si la température de jonction du tube émetteur est réduite de 40 °C à chaque fonctionnement, la durée de vie du module émetteur sera retardée de 10 fois. Bien que nous n’ayons pas d’exigences élevées concernant la durée de vie du module de transmission, sa durée de vie peut être convertie en fiabilité de fonctionnement. (MTF sur la photo est MTF) Un brouilleur wifi et un brouilleur GPS qui valent la peine d’être achetés.

4. Afin d’économiser de l’énergie : cela est particulièrement évident dans les équipements portables. En raison des limitations de taille et de poids, la puissance de la batterie des équipements portables de contre-attaque contre les interférences de drones est généralement très faible. De plus, ces dernières années, les exigences en matière d’équipements portables de brouillage et de contre-attaque d’UAV sont devenues de plus en plus élevées, et il existe de plus en plus de bandes de fréquences de transmission. Il est généralement nécessaire d’intégrer des modules tels que la tromperie de navigation, la détection et l’avertissement, et même. mesure cible, ce qui augmente la demande en énergie de la batterie. La principale consommation d’énergie des appareils portables est le module de transmission. Ainsi, lorsque la cible est très proche, l’énergie peut être économisée en réduisant la puissance de transmission.
5. Afin d’améliorer l’effet de l’équipement : dans les équipements portables, l’indicateur de puissance de sortie du module ne doit pas être sélectionné trop grand car il y a des problèmes de dissipation thermique et de consommation d’énergie. Mais parfois, il est nécessaire de fournir une puissance élevée pendant une courte période de temps. Par exemple, lorsque le drone cible est trop proche du contrôleur (contrôleur) ou lorsque la démonstration affecte l’effet d’une contre-attaque, nous espérons tous que l’appareil pourra le faire. fournir une fonction de « postcombustion » similaire à celle d’un moteur de voiture de sport ou d’avion de combat, c’est-à-dire fournir plus de puissance de sortie que d’habitude dans un court laps de temps, améliorant temporairement les performances en cas de besoin. Cela devrait également équiper l’appareil d’un module haute puissance qui fonctionne normalement à puissance moyenne, puis « s’éteint » en cas de besoin.

En résumé, nous devons fournir une solution simple et efficace pour ajuster la puissance de sortie du module de transmission. La plage de réglage est généralement comprise entre 25 % et 100 % de la puissance de sortie nominale du module, et peut être ajustée en plusieurs étapes ou en continu (ou similaire). Compte tenu de l’expérience client, il est préférable de choisir un réglage continu (ou similaire) en continu pour les équipements fixes, et les équipements portables sont divisés en niveaux 2 à 3.

principe:

Cette section présente le principe de l’influence du réglage de la puissance sur le module d’émission.

La composition typique du module de lancement d’impact est présentée dans la figure ci-dessous :

Composition du module de transmission

La source de signal du module de transmission fonctionne en mode balayage de fréquence et la fréquence de sortie oscille entre f1 et f2. Dans des circonstances normales, f1 et f2 sont compris entre des dizaines et des centaines de MHz. Idéalement, nous voulons que la puissance de sortie soit stable dans la plage de fréquences de balayage, et le module de transmission lui-même s’efforce également d’y parvenir. Les caractéristiques réelles de fréquence industrielle du module émetteur d’impact 50 W (2,4 ~ 2,5 GHz) sont les suivantes :

Caractéristiques fréquence industrielle des modules de transmission réels

On peut observer que la puissance de sortie de ce module est relativement plate, ce qui répond aux exigences d’alimentation de base et répond à nos exigences de planéité. Cependant, l’exigence actuelle est d’ajuster sa puissance. On pense généralement que la réduction de la puissance de sortie de sa source de signal interne peut réduire la puissance de sortie de son étage pilote, réduisant ainsi la puissance de sortie de l’étage de sortie. Dans les applications pratiques, en réduisant la puissance de sortie de la source de signal, les caractéristiques de fréquence industrielle du module de transmission sont les suivantes :

Caractéristiques de fréquence industrielle du module de transmission après réduction de la puissance de la source de signal

Bien que la puissance globale soit réduite comme prévu, la situation spécifique n’est pas idéale. La puissance de sortie fluctue considérablement à différentes fréquences. La puissance au point le plus élevé est d’environ 50 % supérieure à la puissance au point le plus bas. La raison en est que les états de fonctionnement de l’étage d’amplification et de l’étage de sortie sont différents à différentes fréquences, et le facteur d’amplification du signal (gain de puissance) de la source de signal change également avec la fréquence, provoquant une modification de la puissance de sortie du module de transmission. dans la plage de balayage des fréquences. Pourquoi la puissance de sortie du module de transmission reste-t-elle relativement plate lorsque la puissance de sortie de la source de signal est suffisante ? (Comme le montre la figure 3) En effet, l’étage de commande et l’étage de sortie du module de transmission ont une limite, appelée puissance de saturation. Lorsque la puissance de sortie approche de cette limite, même si la puissance d’entrée est augmentée, l’augmentation de la puissance de sortie est. minimal. Néanmoins, la puissance continue d’augmenter jusqu’à la fréquence à laquelle la limite de puissance de sortie est atteinte. Finalement, lorsque le signal d’entrée est suffisamment important, la puissance de sortie à toutes les fréquences s’approche de cette limite, provoquant la convergence de toutes les fréquences autour de la puissance de saturation.

Caractéristiques de fréquence industrielle de différents modules de transmission de puissance de source de signal

Par conséquent, il n’est pas possible d’ajuster la puissance de sortie de l’ensemble du module, du moins pas idéal. Il est nécessaire d’ajuster la puissance de sortie de la source de signal ou la puissance de l’étage boost à l’intérieur du module. Cependant, ajuster la puissance de sortie de cette manière nécessite de modifier le schéma de l’étage de sortie, d’augmenter les coûts et d’utiliser des dispositifs haute puissance avec une meilleure linéarité, ce qui entraîne une diminution significative de l’efficacité du module, une augmentation des coûts et une augmentation de la consommation d’énergie.

Actuellement, la méthode la plus simple consiste à ajuster la puissance de sortie du module d’émission en modifiant la tension de fonctionnement de l’étage de sortie. La tension de fonctionnement de l’étage de sortie détermine directement la puissance de saturation du module de transmission, c’est-à-dire que lorsque la puissance de la source de signal est certaine, si la tension de fonctionnement de l’étage de sortie est réduite, la saturation augmentera et la valeur de puissance de saturation. diminuera également. Il en va de même pour le niveau conducteur. Étant donné que l’alimentation de la source de signal du module de transmission est fournie par le circuit de stabilisation de tension à l’intérieur du module, elle peut être stabilisée dans une plage de tension d’alimentation spécifique. En contrôlant la tension de fonctionnement de l’ensemble du module de transmission, la sortie du module peut être ajustée de manière stable.

Le test ci-dessus concerne le module de transmission 2,4 GHz/50 W, et ses caractéristiques de fréquence industrielle sous différentes tensions d’alimentation sont testées. Les résultats montrent que l’effet de régulation de puissance est très satisfaisant.

[Insérer la figure 6 : Caractéristiques de fréquence industrielle des différents modules de transmission de puissance de source de signal]

Comme le montre la figure ci-dessus, bien que sous basse tension, la puissance de sortie du module de transmission fluctue encore quelque peu, l’amplitude de la fluctuation est faible. Grâce à plusieurs tests sur le module de transmission, il a été observé que la réduction de la tension d’alimentation du module de transmission pour ajuster la puissance de sortie a un effet constant et des performances stables. De plus, cette méthode améliore dans une certaine mesure l’efficacité globale du module et permet d’économiser la capacité de la batterie des appareils portables. En résumé, la régulation de la tension d’alimentation est une solution idéale pour réguler la puissance.

plan:

Dans les applications pratiques, différents types de dispositifs nécessitent des implémentations spécifiques pour ajuster la tension d’alimentation affectant le module.

D’une manière générale, les appareils portables alimentés par batterie conviennent mieux à 2 ou 3 niveaux de réglage de la puissance de sortie. En effet, les appareils portables mettent l’accent sur des opérations simples et rapides et s’appuient souvent sur quelques boutons mécaniques pour mettre en œuvre facilement les fonctions. puissance de l’appareil Il peut être ajusté à tout moment en fonction des besoins de l’utilisateur grâce à un ou plusieurs engrenages commutables, ce qui constitue une solution de fonctionnement idéale.

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