Drahtlose Datenverbindungstechnologie für UAVs und Drohnen

Datenverbindungstechnologie

Drahtloser Kommunikations-HF-Leistungsverstärker von Triad RF Systems

Drahtlose Datenverbindungen übertragen Daten von einem Punkt zu einem anderen ohne Verwendung von Kabeln oder anderen physisch verdrahteten Systemen und nutzen in der Regel Frequenzen im Radio- und Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums.

Die drahtlose Kommunikationstechnologie ist ein wesentlicher Bestandteil von unbemannten Flugsystemen (UAS) und anderen unbemannten Fahrzeugen und übernimmt Aufgaben wie das Senden von Befehlen von einer GCS (Bodenkontrollstation an den Autopiloten einer Drohne, die Übertragung von Telemetriedaten von einer Drohne an die GCS sowie die Übertragung von Videos, Bildern und anderen Daten von den Sensoren der Drohne.

Kleinere Drohnen können mit einem WLAN-Transceiver ausgestattet sein, der ihnen die Herstellung einer drahtlosen Verbindung ermöglicht. Allerdings hat WLAN eine begrenzte Reichweite von weniger als einem Kilometer, und außerhalb von städtischen Gebieten, die möglicherweise über eine umfassende WLAN-Abdeckung verfügen, sind unter Umständen größere Reichweiten erforderlich. Drohnen, die BVLOS (außerhalb der Sichtweite) betrieben oder in abgelegenen Gebieten über große Entfernungen gesteuert werden müssen, erfordern eine andere Lösung.

Drahtlose Datenverbindung für die Drohnenkommunikation

Austars UAV-Datenverbindungslösung

Neben großen Reichweiten muss die Datenverbindung von Drohnen auch die hohen Geschwindigkeiten bewältigen können, mit denen unbemannte Flugzeuge fliegen, da diese Geschwindigkeiten die spektrale Effizienz der Datenverbindung beeinträchtigen können. Die drahtlose Kommunikationsmethode muss außerdem über eine ausreichende Bandbreite verfügen, um die Datenratenanforderungen der Anwendung zu unterstützen. Hochentwickelte Drohnen-Sensoren können Echtzeitvideos in High Definition streamen, was einen erheblichen Datendurchsatz erfordert. Eine Drohnen-Datenverbindung muss außerdem eine möglichst hohe Verfügbarkeit aufweisen, insbesondere bei Drohnen, die Echtzeit-Technologien zum Erkennen und Ausweichen einsetzen und für deren Betrieb eine nahezu konstante Verfügbarkeit erforderlich ist.

Niedrigere Frequenzbänder wie HF (3 – 30 MHz) und VHF (30 – 300 MHz) sind aufgrund der gestiegenen Anzahl von Flugzeugen stark überlastet, sodass UAV-Datenverbindungen zunehmend in das L-Band (1 – 2 GHz) verlagert werden. Das breitere Band ermöglicht breitere Kanäle, die die hohen Datenraten moderner Sensoren unterstützen können.

Taktische Datenverbindungen für Drohnen

Militärische und staatliche UAVs können zusätzliche Anforderungen an ihre drahtlosen Datenverbindungen stellen. Dazu gehören eine fortschrittliche Datenverschlüsselung für maximale Sicherheit sowie Anti-Jamming- und Anti-Spoofing-Funktionen. Die Datenverbindung sollte außerdem schwer zu erkennen sein, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass das UAV geortet wird.

Tactical Datalink Technology von Radionor

Datenübertragungsfähigkeiten von UAVs

Die Datenverbindungskapazitäten von Drohnen können durch den Einsatz von Funkgeräten mit MIMO-Funktechnologie (Multiple-Input Multiple-Output) erweitert werden. MIMO ermöglicht es, sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Kapazität einer Funkverbindung durch den Einsatz mehrerer Antennen sowohl auf der Sender- als auch auf der Empfängerseite zu erweitern. Diese Antennendiversität führt zu zusätzlichen Signalwegen, die zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses der Verbindung genutzt werden können. Die zusätzlichen Antennen können auch für das Multiplexing verwendet werden, bei dem die verschiedenen Wege zur Übertragung mehrerer Datenströme genutzt werden.