Система измерения диаграмм направленности антенн на базе БПЛА
Система измерения диаграмм направленности антенн на базе платформы БПЛА — это инновационное решение, реализующее измерения характеристик антенн с использованием беспилотных летательных аппаратов, которое обеспечивает высокую эффективность, гибкость и точность, что особенно ценно для сценариев мобильных и полевых испытаний антенн. Система особенно хорошо зарекомендовала себя в сложных условиях эксплуатации, таких как горные районы или районы со сложной электромагнитной обстановкой, поскольку она гарантирует высокое качество тестирования, недоступное другим методам.
Система состоит из следующих ключевых компонентов: БПЛА (включая платформу, полётный контроллер, умный аккумулятор и др.); наземная станция управления; контроллеры; бортовой измерительный модуль; индустриальный планшет; RTK база; измерительная антенна; модуль питания и управления; передатчик и другое оборудование.
БПЛА служит платформой для размещения и транспортировки измерительной антенны, включая выполнение полёта по заданной траектории. Измерительный модуль выполняет сбор и передачу данных, а система RTK обеспечивает высокоточное позиционирование.
Основные преимущества системы
- Возможность работы даже в местах без фиксированной наземной станции;
- Высокая скорость развертывания;
- Эффективность в сложных условиях эксплуатации, включая труднодоступные районы;
- Система подходит для всех типов антенн от антенн связи до спутниковых.
Схематическая диаграмма принципа действия системы измерения диаграмм направленности антенн на базе БПЛА

Функциональные особенности
- Система измерения диаграмм направленности антенн на основе БПЛА использует мобильность дронов для быстрого доступа к различным точкам измерений, особенно в труднодоступных местах на пересечённой местности. Высокая манёвренность системы позволяет работать с крупногабаритными антенными решётками без стационарного оборудования;
- Система оснащена высокоточным передающим модулем, способным выполнять измерения диаграмм направленности, коэффициента усиления, EIRP и других параметров антенн в диапазоне частот от 6 ГГц до 20 ГГц. Также возможно расширение этого диапазона частот;
- Помимо измерения диаграмм направленности лепестков, система поддерживает измерения усиления, EIRP, отношения сигнал/шум (G/T) и измерение прочих параметров. Высокая повторяемость результатов обеспечивает стабильность этих измерений. Также возможно адаптивное расширение измерительного функционала;
- БПЛА способен функционировать в различных погодных условиях, включая лёгкий дождь, ветер до 10 м/с и низкие температуры. Это делает систему пригодной для использования на открытом воздухе без необходимости остановки тестирования из-за неблагоприятной погоды;
- Время полёта БПЛА достигает 30 минут. Кроме того, платформа поддерживает быструю замену аккумуляторов и возможность их горячей замены, а также имеет резервное питание на земле, исключающее прерывание теста из-за нехватки энергии;
- Система использует RTK-модуль для высокоточного определения положения БПЛА в режиме реального времени. RTK-позиционирование предоставляет точные координаты, обеспечивая соответствие между положением антенны и координатами, необходимыми для построения диаграмм направленности, тем самым значительно повышая точность измерений.
Типовые характеристики
| Частотный диапазон, ГГц | 6 – 20 (существует возможность расширения) |
| Поляризация | вертикальная, горизонтальная, регулируемое вращение на 360° |
| Точность измерения усиления, дБ | ±1 |
| Точность позиционирования БПЛА, см | ±5 (в режиме RTK) |
| Характеристики передающего модуля | EIRP: от –15 дБм до +20 дБм, шаг 0,5 дБ, поддержка формирования импульсов |
| Характеристики приёмного модуля | DANL: ≤ –150 дБм/Гц, поддержка формирования импульсов |
| Время непрерывной работы, мин. | 30 (один заряд аккумулятора) |
| Погодные условия | лёгкий дождь, ветер до 10 м/с |
| Диапазон рабочих температур, ℃ | от -20 до +45 |
| Функциональные возможности измерений | — Измерение диаграммы направленности в направлении излучения; — Измерение диаграммы направленности в направлении приёма; — Измерение усиления; — Измерение электромагнитной совместимости; — Измерение EIRP; — Измерение G/T; — Возможность расширения функций путём замены полезной нагрузки. |
Сценарии применения
Полевые испытания крупных антенных решёток.
Традиционные испытательные полигоны зачастую не могут удовлетворить требования по тестированию крупных антенных решёток, особенно в случаях, когда необходимо проводить измерения на высоте или в открытом воздушном пространстве. Испытательная система на базе БПЛА обладает высокой гибкостью в развертывании и позволяет проводить прямые измерения характеристик излучения антенных решёток. Это снижает зависимость от громоздких стационарных испытательных установок и сокращает трудозатраты.
Испытания в экстремальных условиях.
Данная система может использоваться для тестирования характеристик антенн в экстремальных условиях окружающей среды, таких как высокая или низкая температура, большая высота, высокая влажность и др. Традиционные методы зачастую не соответствуют таким требованиям, в то время как измерительная платформа на базе БПЛА может точно выполнять измерения в указанных условиях при любой сложности рельефа местности.
Испытания спутникового телекоммуникационного оборудования.
Система тестирования антенн с помощью БПЛА может играть важную роль в области спутниковых коммуникаций. Путём быстрого развертывания измерительной платформы на местности возможно провести измерения направленных характеристик излучения и приёма спутниковых антенн, а также оценку их общей производительности. Особенно данная система эффективна в удалённых и труднодоступных районах, где стационарные спутниковые станции либо отсутствуют, либо с их помощью сложно обеспечить полноценное тестирование.
Совместные испытания систем связи между БПЛА и наземной станцией.
В системах взаимодействия БПЛА крайне важна совместная работа с наземными станциями связи. Используя систему беспилотного тестирования антенн, можно оперативно провести измерения характеристик приёма и передачи сигнала между БПЛА и наземной станцией управления, способствуя устранению узких мест в канале передачи, улучшению качества связи и оптимизации архитектуры всей системы.
Специальное применение.
Антенны и оборудование радиосвязи часто применяются в быстро меняющихся условиях, где важна оперативность развертывания и гибкость конфигурации. С помощью БПЛА можно оперативно провести измерения направленности и радиационных характеристик антенн в полевых условиях, в том числе в сложной или враждебной обстановке. Это помогает своевременно и точно оценить возможности антенн при различных сценариях применения, повысить эффективность связи и надёжность системы управления.