Hintergrund:
Normalerweise besteht die UAV-Gegenangriffsausrüstung, die zur Störung von UAVs eingesetzt wird, aus Aufprallstartmodulen, Sendeantennen, Batteriemanagement und Steuerkreisen. Unter anderem beeinflussen das Aufprallübertragungsmodul und die Sendeantenne direkt den Gegenangriffseffekt, insbesondere die Gegenangriffsentfernung. Während die Antennenauswahl eine Rolle spielt, wird die Gegenangriffsentfernung in erster Linie durch die Ausgangsleistung des Aufprallsendermoduls bestimmt (die angesichts von Umwelt- und technischen Faktoren vernachlässigbar ist).
Erfordern:
Bei einigen UAV-Störsender-Gegenangriffssystemen benötigen Benutzer aus folgenden Gründen die Möglichkeit, die Aufprallkraft anzupassen und zu steuern:
1.Anforderungen an die Schutzstufe:
Während eines bestimmten Zeitraums muss das System möglicherweise die maximale Gegenangriffsdistanz erreichen. Unter normalen Umständen reicht jedoch eine moderate Gegenangriffsdistanz aus.
2.Einhaltung von Standards:
Einige Standards begrenzen die äquivalente isotrope Strahlungsleistung (E.R.I.P) von Sendegeräten, die normalerweise nur die grundlegenden Anforderungen an die Gegenangriffsentfernung erfüllen können. Um die Kundenzufriedenheit zu gewährleisten, kann die Ausrüstung gezielt darauf ausgerichtet werden, die Grenzwerte einzuhalten oder zu überschreiten. Während der Abnahme oder Prüfung muss die Leistung der Geräte an extreme Anforderungen angepasst werden können.

3.Verlängern Sie die Lebensdauer der Geräte:
Hochleistungsgeräte erzeugen viel Wärme, wenn sie mit hoher Leistung laufen. Ein Dauerbetrieb unter solchen Bedingungen kann die Lebensdauer des Übertragungsmoduls und sogar der gesamten Ausrüstung stark beeinträchtigen. Um die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern, ist es notwendig, kleine und mittlere Leistungen zu nutzen, um beim Anflug der Zieldrohne einen wirksamen Gegenangriff zu erzielen und häufige Hochtemperatureinsätze zu vermeiden.
Die Möglichkeit, die Aufprallkraft anzupassen und zu steuern, ist im UAV-Gegenangriffssystem erforderlich, um unterschiedliche Schutzniveauanforderungen zu erfüllen, Standards einzuhalten und die Lebensdauer der Ausrüstung durch die Abschwächung überschüssiger Hitze zu verlängern.
Die Beziehung zwischen der Lebensdauer der Leistungsverstärkerröhre des Sendemoduls und der Sperrschichttemperatur
Das Bild zeigt das Magazin „Transmission“. Liao Yuanyuan untersuchte „Die Beziehung zwischen der Lebensdauer des Senderleistungsverstärkers und der Temperatur“. MTF ist MTBF, die durchschnittliche Arbeitszeit ohne Ausfall. Die Schlussfolgerung ist, dass sich seine Lebensdauer um den Faktor 2,5 verringert, wenn die Übergangstemperatur der Leistungsverstärkerröhre (die als Chiptemperatur und nicht als Modulgehäusetemperatur verstanden werden kann) um 10 °C ansteigt. Mit anderen Worten: Wenn die Verbindungstemperatur des Startrohrs bei jedem Betrieb um 40 °C gesenkt werden kann, kann sich die Lebensdauer des Startmoduls um das Zehnfache verzögern. Obwohl wir keine großen Anforderungen an die Lebensdauer des Startmoduls stellen, kann seine Lebensdauer in Betriebszuverlässigkeit umgewandelt werden. (Das MTF in der Abbildung ist MTF)
4.Um Strom zu sparen:
Dies spiegelt sich insbesondere bei tragbaren Geräten wider. Aufgrund der Größen- und Gewichtsbeschränkungen tragbarer UAV-Stör- und Gegenangriffsgeräte ist die Batterieleistung normalerweise sehr gering. Darüber hinaus sind in den letzten Jahren die Anforderungen an tragbare UAV-Stör- und Gegenangriffsgeräte immer höher geworden und es gibt immer mehr Sendefrequenzbänder. Im Innenraum müssen in der Regel Navigationstäuschungs-, Erkennungs- und Frühwarnmodule sowie sogar Zielmessmodule integriert werden, was den Bedarf an Batterieenergie erhöht. Der große Stromverbrauch in tragbaren Geräten ist hauptsächlich auf das Sendemodul zurückzuführen. Daher kann Energie gespart werden, indem die Sendeleistung reduziert wird, wenn sich das Ziel sehr nahe befindet.

5.Um die Wirkung von Geräten zu verbessern:
Bei tragbaren Geräten sollte die Auswahl des Ausgangsleistungsindex des Moduls nicht zu groß sein, da es Probleme mit der Wärmeableitung und dem Stromverbrauch gibt. Aber manchmal ist es notwendig, für kurze Zeit einen hohen Leistungsexport bereitzustellen. Wenn sich beispielsweise das Ziel-UAV zu nahe am Controller (Controller) befindet oder wenn die Wirkung eines Gegenangriffs demonstriert wird, hoffen wir alle, dass das Gerät eine „Nachbrennfunktion“ ähnlich dem Motor eines Sportwagens oder eines Kampfflugzeugs bereitstellen kann Jet, das heißt, in kurzer Zeit eine über das übliche Maß hinausgehende Ausgangsleistung bereitzustellen, um bei Bedarf die Leistung vorübergehend zu verbessern. Dadurch sollte das Gerät auch mit einem Hochleistungsmodul ausgestattet sein, das normalerweise bei mittlerer Leistung normal läuft und sich dann bei Bedarf „abschaltet“.
Zusammenfassend müssen wir eine einfache und effiziente Lösung zur Anpassung der Ausgangsleistung des Sendemoduls bereitstellen. Der Einstellbereich liegt in der Regel zwischen 25 % und 100 % der Nennausgangsleistung des Moduls und kann mehrstufig oder stufenlos stufenlos (o.ä.) eingestellt werden. Unter Berücksichtigung der Kundenerfahrung sind stationäre Geräte die beste Wahl für eine stufenlose kontinuierliche (oder ähnliche) Einstellung, während tragbare Geräte in 2 bis 3 Stufen unterteilt sind.
Prinzip:
In diesem Abschnitt wird das Prinzip der Leistungsregulierung in Bezug auf das Sendemodul erläutert.
Die folgende Abbildung zeigt den allgemeinen Aufbau des Impact-Launch-Moduls:
[Bild: Aufbau des Startmoduls]
Die Signalquelle des Sendemoduls arbeitet typischerweise durch Abtasten von Frequenzen, die zwischen f1 und f2 hin und her oszillieren, wobei f1 und f2 im Bereich von mehreren zehn bis hundert MHz liegen. Idealerweise wünschen wir uns eine gleichmäßige und stabile Ausgangsleistung über den gesamten Abtastfrequenzbereich, genau wie beim eigentlichen Sendemodul. Die Leistungsfrequenzeigenschaften eines tatsächlichen 50-W-Aufprallsendermoduls (2,4–2,5 GHz) sind wie folgt:
[Bild: Netz-Frequenz-Charakteristik des eigentlichen Sendemoduls]
Aus der Grafik geht hervor, dass die Ausgangsleistung dieses Moduls relativ flach bleibt, die grundlegenden Anforderungen an die Stromversorgung erfüllt und unsere Erwartungen an die Flachheit erfüllt. Unser aktuelles Ziel besteht jedoch darin, seine Leistung anzupassen. Im Allgemeinen kann eine Reduzierung der Ausgangsleistung der internen Signalquelle die Ausgangsleistung auf der Treiberebene und damit die Leistung auf der Exportebene verringern. Durch die Verringerung der Ausgangsleistung der Signalquelle ändern sich jedoch die Leistungs-Frequenz-Eigenschaften des Sendemoduls wie folgt:
[Bild: Leistungs-Frequenz-Charakteristik des Sendemoduls nach Reduzierung der Leistung der Signalquelle]
Obwohl die Gesamtleistung wie gewünscht abnimmt, ist die spezifische Situation wie beobachtet nicht ideal. Die Ausgangsleistung schwankt bei verschiedenen Frequenzen erheblich, wobei der höchste Punkt etwa 50 % höher ist als der niedrigste Punkt. Dies ist ein unerwünschtes Ergebnis. Der Grund dafür liegt darin, dass die Betriebszustände der Verstärkungsstufe und der Ausgangsstufe bei unterschiedlichen Frequenzen variieren und auch der Signalverstärkungsfaktor (Leistungsverstärkung) der Signalquelle mit der Frequenz schwankt. Folglich ändert sich die Ausgangsleistung des Sendemoduls innerhalb des Frequenzdurchlaufbereichs. Warum ist die Ausgangsleistung relativ flach, wenn die Signalquellenleistung ausreichend ist? (Wie in Abbildung 3 dargestellt) Dies liegt daran, dass die Treiberstufe und die Ausgangsstufe des Sendemoduls eine Grenze haben, die als Sättigungsleistung bezeichnet wird. Wenn sich die Ausgangsleistung dieser Grenze nähert, führen weitere Steigerungen der Eingangsleistung nur zu geringfügigen Steigerungen der Ausgangsleistung. Die Leistung steigt jedoch weiter an, bis die Frequenz erreicht wird, bei der die Ausgangsleistungsgrenze erreicht wird. Wenn das Eingangssignal ausreichend ist, nähert sich die Ausgangsleistung bei allen Frequenzen dieser Grenze an, was zu einer Sättigungsleistung über alle Frequenzen führt.
[Bild: Leistungsfrequenzeigenschaften verschiedener Signalquellen-Leistungssendermodule]
Daher ist eine Anpassung der Ausgangsleistung des gesamten Moduls nicht möglich oder zumindest nicht ideal. Stattdessen ist eine Anpassung der Ausgangsleistung der Signalquelle bzw. der Boosterstufe innerhalb des Moduls erforderlich. Um dies zu erreichen, müsste man wahrscheinlich das Design der Ausgangsstufe ändern, die Kosten erhöhen und Hochleistungsgeräte mit verbesserter Linearität verwenden. Dies würde jedoch zu einem deutlichen Rückgang der Moduleffizienz, höheren Kosten und einem höheren Stromverbrauch führen.
Der derzeit praktikabelste Ansatz besteht darin, die Ausgangsleistung des Sendemoduls durch Steuerung der Arbeitsspannung der Exportstufe anzupassen. Die Arbeitsspannung der Exportstufe bestimmt direkt die Sättigungsleistung des Moduls. Mit anderen Worten: Bei konstanter Signalquellenleistung führt eine Verringerung der Arbeitsspannung der Exportstufe zu einer Intensivierung der Sättigung, verringert aber auch den Sättigungsleistungswert. Das gleiche Prinzip gilt für die Treiberstufe. Da die Stromversorgung der Signalquelle durch die Spannungsstabilisierungsschaltung im Sendemodul geregelt wird, kann sie innerhalb eines bestimmten Versorgungsspannungsbereichs gehalten werden, was eine stabile Anpassung des Ausgangs des Sendemoduls durch Steuerung der Arbeitsspannung des gesamten Moduls ermöglicht.
Der oben genannte Test umfasste ein 2,4-GHz-/50-W-Sendemodul. Es untersuchte die Netzfrequenzeigenschaften bei verschiedenen Versorgungsspannungen und zeigte einen äußerst wünschenswerten Leistungsregulierungseffekt.
Foto
Abbildung 6 Leistungsfrequenzeigenschaften verschiedener Signalquellen-Leistungsübertragungsmodule
Aus der obigen Abbildung ist ersichtlich, dass die Ausgangsleistung des Sendemoduls bei niedriger Spannung zwar noch bis zu einem gewissen Grad schwankt, der Schwankungsbereich jedoch begrenzt ist. Durch den tatsächlichen Test mehrerer Sendemodule wurde festgestellt, dass die Anpassung der Ausgangsleistung durch Reduzierung der Versorgungsspannung des Sendemoduls eine gute Konsistenz und stabile Leistung bietet. Das Wichtigste ist, dass die Effizienz des gesamten Moduls bis zu einem gewissen Grad verbessert wird, was dazu beiträgt, die Batteriekapazität tragbarer Geräte zu schonen und zu entladen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl einer Spannungsregelung für die Stromversorgung eine ideale Lösung zur Leistungsregelung ist.
Programm
Für praktische Anwendungen erfordern unterschiedliche Gerätetypen unterschiedliche spezifische Implementierungen, um die Auswirkungen auf die Modulstromversorgungsspannung anzupassen.
Im Allgemeinen eignen sich batteriebetriebene tragbare Geräte besser für die Ausgangsleistungsregelung mit 2 bis 3 Gängen. Dies liegt daran, dass tragbare Geräte einfach zu bedienen sind und eine schnelle und einfache Bedienung erfordern, wobei für eine schnelle Bedienung häufig nur wenige mechanische Tasten erforderlich sind. Zu diesem Zeitpunkt kann die Ausgangsleistung des Geräts über einen oder mehrere Gangschalter schnell an den Bedarf angepasst werden, was ein ideales Betriebsschema darstellt.