ҰШҚЫШСЫЗ ҰШУ АППАРАТТАРЫНА АҒЫНДЫҚ ДЕРЕКТЕРДІ БЕРУ ҮШІН MIMO ӘДІСІН ҚОЛДАНУДЫ ТАЛДАУ

Мақалада ұшқышсыз ұшу аппараттары (ҰҰА) үшін екі жолақты көп кірісті және көп шығысты антенна жүйесінің өнімділігі жан-жақты талданды. ҰҰА мен жердегі басқару орталықтары арасындағы жоғары жылдамдықты және сенімді деректер тасымалын қамтамасыз ету қазіргі заманғы байланыс технологияларының басты міндеттерінің бірі болып табылады. Осыны ескере отырып, ұсынылған антенна массиві екі жиілік диапазонында (қосжолақты режимде) тұрақты жұмыс істейтін етіп жобаланды. Сандық модельдеу нәтижелері көрсеткендей, бұл антенна массиві жоғары оқшаулауды (23 дБ және 19 дБ) және кең өткізу жолағын (2.14-3.25 ГГц және 5.4-7.4 ГГц) қамтамасыз етеді. Бұл деректер тасымалының жоғары жылдамдығын, элементтер арасындағы өзара ықпалдың аздығын және спектрлік ресурстарды тиімді пайдалануды көрсетеді. Сонымен қатар, антеннаның радиациялық сипаттамаларын талдау нәтижесінде корреляция коэффициенті мен диверсификация коэффициентінің оңтайлы мәндері анықталды, бұл MIMO технологиясының кеңістіктік әртүрлілік пен сенімділікті арттырудағы маңызын айқындайды.

Аталған тұжырымдар модельдеу нәтижелеріне сүйене отырып ұсынылған шешім ҰҰА байланыс жүйелері үшін перспективалы болғанымен, болашақта прототип жасап, эксперименттік өлшеулер арқылы сипаттама жүргізуді қажет етеді.

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.