АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА MIMO ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ПОТОКОВЫХ ДАННЫХ В БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ
https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-3
Аннотация
В статье всесторонне проанализирована производительность двухдиапазонной многовходовой и многовыходовой (MIMO) антенной системы для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Обеспечение высокоскоростной и надёжной передачи данных между БПЛА и наземными пунктами управления является одной из ключевых задач современных технологий связи. С учётом этого предложенный антенный массив спроектирован для устойчивой работы в двух частотных диапазонах (в двухдиапазонном режиме). Результаты численного моделирования показывают, что массив обеспечивает высокую изоляцию (23 дБ и 19 дБ) и широкую полосу пропускания (2,14-3,25 ГГц и 5,4-7,4 ГГц). Это указывает на высокую скорость передачи данных, слабое взаимное влияние между элементами и эффективное использование спектральных ресурсов. Кроме того, анализ радиационных характеристик антенны позволил определить оптимальные значения коэффициента корреляции и коэффициента диверсификации, что подчёркивает значимость технологии MIMO для повышения пространственного разнообразия и надёжности связи.
Полученные выводы основаны на результатах моделирования несмотря на перспективность предложенного решения для систем связи БПЛА, в дальнейшем требуется изготовление прототипа и экспериментальная валидация характеристик.
Об авторах
А. Хабай
Satbayev University
Казахстан
Казахстан
Анар Хабай – PhD, ассоциированный профессор кафедры «Электроники, телекоммуникации и космических технологий»,
050013, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22а
Е. А. Тулешов
Satbayev University
Казахстан
Казахстан
Еркебулан Амандыкович Тулешов – кандидат технических наук, ассоциированный профессор кафедры «Робототехники и технических средств автоматики»,
050013, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22а
А. Е. Назырова
Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилёва
Казахстан
Казахстан
Айжан Есболовна Назырова – PhD, старший преподаватель кафедры «Технологий искусственного интеллекта»,
10000, г. Астана, ул. Сатпаева, 2
Ж. Н. Исабеков
Satbayev University
Казахстан
Казахстан
Жанибек Назарбекулы Исабеков – PhD, ассоциированный профессор кафедры «Робототехники и технических средств автоматики»,
050013, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22а
С. Е. Ибекеев
Satbayev University;
Алматинский технологический университет
Казахстан
Казахстан
Серикбек Елемесович Ибекеев – магистр технических наук, старший преподаватель кафедры
«Электроники, телекоммуникации и космических технологий», 050013, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22а;
050000, г. Алматы, ул. Толе би, 100
Список литературы
1. Energy-efficient and secure air-to-ground communication with jittering UAV / H. Wu et al // IEEE Transactions on Vehicular Technology. – 2020. – Vol. 69. – P. 3954-3967. https://doi.org/10.1109/TVT.2020.2971520.
2. Sherstjuk V. Forest fire-fighting monitoring system based on UAV team and remote sensing / V. Sherstjuk, M. Zharikova, I. Sokol // Proc. 38th IEEE Int. Conf. on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). – Kyiv, 2018. – P. 663-668.
3. Sherstjuk V. UAV-based forest fire monitoring system leveraging remote sensing technologies / V. Sherstjuk, M. Zharikova, I. Sokol // Proc. 38th IEEE Int. Conf. on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). – Kyiv, 2020. – P. 663-668. https://doi.org/10.1109/ELNANO.2018.847752.
4. Ghamry K.A. Multi-UAV optimization for firefighting missions using particle swarm algorithm / K.A. Ghamry, M.A. Kamel, Y. Zhang // Proc. Int. Conf. on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). – Miami, 2017. – P. 1404-1409. https://doi.org/10.1109/ICUAS.2017.7991527.
5. UAV-assisted aerial spraying: Droplet deposition density in rice farming / M.N.A. Kharim et al // Computers and Electronics in Agriculture. – 2019. – Vol. 167. – Article 105045. https://doi.org/10.1016/j.compag.2019.105045.
6. UAV sprayer performance: Effects of spray volume on pest control and deposition in wheat fields / G. Wang et al // Pest Management Science. – 2019. – Vol. 75. – P. 1546-1555. https://doi.org/10.1002/ps.5321.
7. Alotaibi E.T. LSAR: Collaborative UAVs for search and rescue operations / E.T. Alotaibi, S.S. Alqefari, A. Koubaa // IEEE Access. – 2019. – Vol. 7. – P. 55817-55832. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2912306.
8. Help from the sky: Leveraging UAVs for disaster management / M.Erdelj et al // IEEE Pervasive Computing. – 2021. – Vol. 16, No. 1. – P. 24-32. https://doi.org/10.1109/MPRV.2017.11.
9. Multi-purpose UAV for search and rescue in avalanche zones / M. Silvagni et al // Geomatics, Natural Hazards and Risk. – 2017. – Vol. 8. – P. 18-33. https://doi.org/10.1080/19475705.2016.1238852.
10. UAV-aided emergency communication networks during disasters / N. Zhao et al // IEEE Wireless Communications. – 2019. – Vol. 26. – P. 45-51. https://doi.org/10.1109/MWC.2018.1800160.
11. Gupta L. UAV communication networks: A comprehensive survey / L. Gupta, R. Jain, G. Vaszkun // IEEE Communications Surveys & Tutorials. – 2015. – Vol. 18. – P. 1123-1152. https://doi.org/10.1109/COMST.2015.2495297.
12. Wireless power transfer: A review of methods, applications, and challenges / M.M. Rahman et al // Engineering Reports. – 2024. https://doi.org/10.1002/eng2.12951.
13. UAV-assisted edge computing for IoT: Joint computation and communication design / T. Zhang et al // IEEE Transactions on Industrial Informatics. – 2020. – Vol. 16. – P. 5505-5516. https://doi.org/10.1109/TII.2019.2948406.
14. Trust-based UAV-aided code dissemination in 5G industrial IoT / J. Liang et al // IEEE Transactions on Industrial Informatics. – 2022. – Vol. 18. – P. 2877-2889. https://doi.org/10.1109/TII.2021.3110734.
15. A dual-band blade antenna for UAV-based ADS-B and 5G communication / M.J. Arpaio et al // Sensors. – 2021. – Vol. 21. – Article 5734. https://doi.org/10.3390/s21175734.
16. Tak J. A flush-mounted monopolar patch antenna for UAV applications / J. Tak, J. Choi // Microwave and Optical Technology Letters. – 2017. – Vol. 59. – P. 1202-1207. https://doi.org/10.1002/mop.30501.
17. Broadband slotted blade dipole antenna for airborne UAV applications / M. Nosrati et al // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 2018. – Vol. 66. – P. 3857-3864. https://doi.org/10.1109/TAP.2018.2835524.
18. Mazumder P. Design and analysis of a multiple input and multiple output antenna for unmanned aerial vehicle / P. Mazumder, M.M. Khan // Proc. Int. Conf. on Computing Communication and Networking Technologies (ICCCNT). – 2021. – P. 1-6. https://doi.org/10.1109/ICCCNT51525.2021.9580132.
19. Mozaffari M. Toward 6G with connected sky: UAVs and beyond / M. Mozaffari, X. Lin, S. Hayes // IEEE Communications Magazine. – 2021. – Vol. 59, No. 12. – P. 74-80. https://doi.org/10.1109/MCOM.005.2100142.
20. Space-air-ground integrated 6G wireless communication networks: A review of antenna technologies and application scenarios / F.A. Dicandia et al // Sensors. – 2022. – Vol. 22. – Article 3136. https://doi.org/10.3390/s22093136.
Рецензия
Для цитирования:
Хабай А., Тулешов Е.А., Назырова А.Е., Исабеков Ж.Н., Ибекеев С.Е. АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА MIMO ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ПОТОКОВЫХ ДАННЫХ В БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2026;(2(22)):29-40. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-3
For citation:
Khabay A., Tuleshov E., Nazyrova A., Issabekov Zh., Ibekeiev S. ANALYSIS OF THE APPLICATION OF THE MIMO METHOD FOR STREAMING DATA TRANSMISSION IN UNMANNED AERIAL VEHICLES. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2026;(2(22)):29-40. (In Kazakh) https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-3
Просмотров:
1
JATS XML
Послать статью по эл. почте 
