Possibilities of increasing the energy of radio lines for controlling drones

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorBerdnykov, Oleh M.
dc.contributor.authorHichko, Yurii G.
dc.contributor.authorMazor, Serhii Yu.
dc.contributor.authorKhranovska, Tetyana V.
dc.date.accessioned2025-12-12T13:53:36Z
dc.date.available2025-12-12T13:53:36Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractBackground.The creation of an antenna system consisting of two spiral structures for the 2,4 GHz and 5,8 GHz frequency bands is caused by practical needs determined by the results of using drones to monitor the environment. The proposed technical solution was based on a study of known antennas for the 2,4 GHz (right circular polarisation) and 5,8 GHz (left circular polarisation) frequency bands. Due to the mismatch of the polarisation of the electromagnetic wave and the antenna, losses of up to 20 dBp can occur. To reduce losses, a design of spiral antennas with the ability to change the polarisation direction was proposed. The article discusses the physical nature of the work and the relationship between the design and electrical parameters of spiral antennas. These provisions provide directions for improving these characteristics and technical solutions for their realisation. When creating the proposed design, the core issue was to solve the problem of matching the direction of polarisation of the electromagnetic wave generated by the antenna of the ground control station with the direction of the drone antenna rotation. The problem is proposed to be solved by ensuring the possibility of promptly changing the polarisation of the ground control station antenna. The prototype for the development of such an antenna is a well-known antenna without the possibility of changing the polarisation, which has two coaxial spirals for the frequency bands 2,4 GHz and 5,8 GHz with different types of polarisation. Objective. The article aims to develop a dual-band antenna system for a ground control station with the ability to change the direction of rotational polarisation. Methods.A certain number of sources concerning rotationally polarised antennas, various types of ultra-high frequency antennas, and their application for communication between a ground control station and a drone have been reviewed and analysed. According to the problem statement, spiral antennas were selected for the antenna array elements, which provide the possibility of communication with a drone when changing the direction of rotational polarisation. Various antenna designs can solve the creation of a rotationally polarised wave. One solution is to use horn antennas and vibrator-type antennas, however from the perspective of the ratio of antenna gain and its dimensions, it makes sense to choose a spiral antenna. Results.The results of modelling the structural, technical, and electrical characteristics of the antenna system indicate the possibility of creating a dual-band spiral antenna design for use on ground control stations for radio contacts with UAVs in the frequency bands 2,35 ... 2,45 GHz and 5,75 ... 5,85 GHz. Conclusions.The implementation of the antenna system of spiral antennas for ground control stations in the frequency bands 2,35 ... 2,45 GHz and 5,75 ... 5,85 GHz for drone control makes it possible to change the direction of rotational polarisation, which is related to the drone antenna’s rotational polarisation direction
dc.description.abstractotherПроблематика. Практичні потреби, що визначались за результатами застосування дронів при веденні моніторингу навколишнього простору, обумовили створення антенної системи з двох спіральних конструкцій для діапазонів частот 2,4 ГГц і 5,8 ГГц. Така система з’явилася на підґрунті дослідження відомих антен для діапазонів частот 2,4 ГГц (права кругова поляризація) і 5,8 ГГц (ліва кругова поляризація). Для зменшення втрат внаслідок незбігу поляризації електромагнітної хвилі та антени для станцій наземного керування дронами була запропонована конструкція зі спіральних антен з можливістю зміни напрямку поляризації. При створенні конструкції, що пропонується, вирішувалась головна задача узгодження проблеми збігу напрямків поляризації електромагнітної хвилі, що створюється антеною станції наземного керування з напрямком обертання антени дрона. Прототипом для розробки такої антени запропоновано відому антену без можливості зміни поляризації, що має дві коаксіальні спіралі для діапазонів частот 2,4 ГГц і 5,8 ГГц з різними типами поляризації. Мета досліджень. Розробка дводіапазонної антенної системи для станції наземного керування з можливістю зміни напрямку обертальної поляризації. Методика реалізації. Розглянуто та проаналізовано певну кількість джерел, що стосується антен з обертальною поляризацією, різних видів антен надвисоких частот, щодо їх застосування для зв’язку станції наземного керування з дроном. Згідно з постановкою проблеми для елементів антенної решітки були вибрані спіральні антени, що забезпечують можливість зв’язку з дроном при зміні напрямку обертальної поляризації. Створення хвилі обертальної поляризації може бути вирішено різними конструкціями антен. Одним із рішенням є застосування рупорних антен і антен вібраторного типу, але з погляду співвідношення коефіцієнта посилення антени та її габаритів є сенс вибрати спіральну антену. Результати досліджень. Моделювання конструктивних, технічних та електричних характеристик антенної системи свідчать про можливість створення дводіапазонної спіральної антенної конструкції для використання на наземних пунктах управління для радіозв'язку з безпілотними літальними апаратами в діапазонах частот 2,35...2,45 ГГц та 5,75...5,85 ГГц. Висновки. Запропоновано антенну систему зі спіральних антен для станцій наземного керування дронами в діапазонах частот 2,35…2,45 ГГц і 5,75…5,85 ГГц з можливістю зміни напрямку обертальної поляризації, яка пов’язана з напрямком обертальної поляризації антени дронів.
dc.format.pagerangePp. 54-58
dc.identifier.citationPossibilities of increasing the energy of radio lines for controlling drones / Oleh M. Berdnykov, Yurii G. Hichko, Serhii Yu. Mazor, Tetyana V. Khranovska // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2025. – Vol. 16. – N. 1. – Pp. 54-58. – Bibliogr.: 14 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-2976.12025.54-58
dc.identifier.orcid0009-0000-2537-8796
dc.identifier.orcid0009-0004-3147-6092
dc.identifier.orcid0009-0003-2103-4883
dc.identifier.orcid0009-0007-7873-4919
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/77675
dc.language.isoen
dc.publisherNational Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofInformation and telecommunication sciences : international research journal, Vol. 16, N. 1
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectdrones
dc.subjectunmanned aerial vehicles
dc.subjectpolarisation
dc.subjectspiral antennas
dc.subjectradiation pattern
dc.subjectdirectional coefficient
dc.subjectground control station
dc.subjectдрони
dc.subjectбезпілотні літальні апарати
dc.subjectполяризація
dc.subjectспіральні антени
dc.subjectдіаграма направленості
dc.subjectкоефіцієнт направленої дії
dc.subjectстанція наземного керування
dc.subject.udc621.396.67
dc.titlePossibilities of increasing the energy of radio lines for controlling drones
dc.title.alternativeМожливості збільшення енергетики радіоліній для керування дронами
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
54-58.pdf
Розмір:
698.11 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information and telecommunication sciences: international research journal, Vol. 16, N. 1