수송드론 가시선 데이터링크 안테나 배치 방안 연구

Research on Antennas Placement of Line-of-sight Datalink for Transport Drone

수송드론의 탑재안테나를 전파간섭성이 적게 예상되고 장착 가능한 5곳에 배치하여 안테나 방사 패턴을 시뮬레이션 하였다. 장착 위치에 따라 링크 마진이 0 dB 이하인 확률은 5.41%- 26.92%로 나타났다. 안테나 2개를 배치하고 1개를 선택하는 경우에는 링크 마진이 0 dB 이하인 확률은 0.11%-3.3%로 나타났다. 그 중에서 안테나를 전방과 후방에 장착하고, 1개는 상부에 나머지 1개는 하부에 배치하는 경우가 유리하였으며, 그 중에서도 안테나 1개는 전방 상부에 1개는 후방 하부에 배치하면 링크 두절 확률이 가장 낮은 것으로 나타났다. 이 경우에 비행체의 자세 roll, pitch를 제한하면 운용 거리 12 km 이하에서는 링크 두절이 발생하지 않을 것으로 분석되었다. 이 경우에 대해서 안테나 선택 수식을 도출하였으며, 또한 안테나의 빈번한 교번을 방지하기 위해서 히스테리시스 개념을 적용하여 수송드론의 가시선 데이터링크를 안정적으로 유지할 수 있도록 하고자 하였다.

The antenna radiation pattern was simulated by arranging the mounted antennae of the transport drone in 5 locations where radio interference was expected to be low, and they could be mounted. Depending on the mounting location, the probability that the link margin was less than 0 dB was (5.41 - 26.92) %. When two antennae were mounted and one was selected, the probability was (0.11 - 3.3) %. Among the arrangements, placing one antenna in the upper part of the front and one in the lower part of the rear showed the lowest link fail probability. In this case, it was analyzed that if the attitude roll and pitch of the aircraft were limited, link fail would not occur at an operating distance of 12 km or less. An antenna selection formula for this case was derived, and a method of reducing frequent alternation of antennae was applied to maintain a stable link.