روابط لاسلكية للطائرات غير المأهولة تحت المطر
العنوان الرسمي للبراءة
نظام وطريقة للتخفيف من التداخل المتبادل الناجم عن المطر في الاتصالات اللاسلكية
العنوان الإنجليزي: System and method for mitigating rain-induced crosstalk in wireless communications
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يمكن للأمطار الغزيرة أن توهن قنوات اتصال الطائرات غير المأهولة ذات الاستقطاب المتعامد وتغير أطوارها بصورة متفاوتة، مما يضعف تمييز الاستقطاب المتقاطع وسلامة الوصلة مع تغير الارتفاع والطقس.
أهميتها
تعد موثوقية الوصلات الجوية مهمة للاستجابة للطوارئ والتفتيش والمراقبة والعمليات الذاتية، ولا سيما عندما تتزامن الأمطار الشديدة مع محدودية الاتصال الأرضي.
النهج
تقيس الطائرة غير المأهولة شدة المطر والارتفاع، وتحسب تأثيرات الطور والتوهين الخاصة بكل استقطاب، وتشتق معامل تسوية مسبقة، ثم تضبط السعة والطور قبل إرسال إشارة MIMO مزدوجة الاستقطاب.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مشغلي الطائرات غير المأهولة ومطوري معدات الاتصالات اللاسلكية وشبكات خدمات الطوارئ وباحثي الاتصالات والجهات التي تشغل وصلات جوية في مناطق غزيرة الأمطار.
القيمة المحتملة
تجمع البنية بين الاستشعار البيئي على متن الطائرة وتصحيح الاستقطاب عند الإرسال، بحيث يتغير التعويض مع شدة المطر والارتفاع وزاوية الارتفاع بدلاً من بقائه ثابتاً.
الخلفية
الخلفية
تزيد القنوات ذات الاستقطاب المتعامد سعة الاتصالات اللاسلكية، لكن المطر قد يشتت طاقة الراديو ويمتصها بصورة مختلفة بين مسارات الاستقطاب. كما تتغير هندسة الوصلة الجوية مع صعود المركبة أو هبوطها أو تحركها بالنسبة إلى المستقبل. لذلك قد لا تكفي التسوية الثابتة أثناء العواصف المتغيرة سريعاً. ويضيف النهج المفصح عنه قياسات المطر والارتفاع إلى حلقة تعويض في جهة الإرسال. وتعتمد قيمته العملية على دقة الحساسات وصحة نموذج القناة وتأخر الحوسبة ومعايرة الهوائي واستهلاك الطاقة والأداء المثبت أثناء الطيران الفعلي.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تستخدم مصفوفة MIMO مزدوجة الاستقطاب حساسات للمطر والارتفاع على متن الطائرة ووحدة معالجة ودائرة تسوية لتصحيح الطور والسعة قبل الإرسال. وتحدد المطالبات حسابات لمطر بمعدل 50–200 مم/ساعة، وارتفاعات 100–2,000 متر، وتشغيلاً عند 5–100 غيغاهرتز، وزمن انتقال من القياس إلى الضبط أقل من 200 ملي ثانية. وتشمل الإعدادات المطالب بها استقطاب +45°/−45° وتحديثاً مستمراً أو قبل الحزمة وتصحيح فرق طور يتجاوز 30 درجة لكل كيلومتر؛ وهي حدود تكوين في المطالبات وليست نتائج اختبار مبلغاً عنها.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- اتصالات الطائرات غير المأهولة أثناء الأمطار الغزيرة.
- أبحاث وصلات الجيلين الخامس والسادس الجوية.
- وصلات اتصالات الطوارئ والإنقاذ.
- تشغيل الشبكات الجوية في المناطق المدارية.
- دراسات الاستقطاب المزدوج المتكيف مع الطقس.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم مدخلات آنية للمطر والارتفاع.
- يصحح الطور والسعة لكل قناة استقطاب.
- يدعم التحديث المستمر والتحديث القائم على الحزم.
- يستهدف نطاق تشغيل مطالباً به من 5 إلى 100 غيغاهرتز.
- يجمع المعالجة والتسوية على متن الطائرة غير المأهولة.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصفت بنية نظام ونطاقات تشغيل مهيأة؛ ولم يثبت نموذج أولي أو اختبارات طيران أو أداء فعلي لقناة المطر. ولم يتم التحقق بشكل مستقل من مرحلة التطوير.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
يمكن أن يدعم النظام أجهزة راديو للطائرات غير المأهولة مقاومة للطقس أو وحدة مودم تكيفية. ويتطلب التسويق نماذج معايرة لقناة المطر، واختبارات مخبرية وميدانية، وقياس تحسن XPD ومعدل الخطأ والإنتاجية، وميزانيات الوزن والطاقة، ودمج مصفوفة الهوائي، وموثوقية دمج الحساسات، والاعتماد، والتوافق مع معدات الجيل الخامس أو السادس المستقبلية.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- H04B7/005الإرسال
- H01Q21/24الهوائيات، أي الهوائيات الراديوية
- H04B7/0417الإرسال
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- H04B7/005الإرسال
- H01Q21/24الهوائيات، أي الهوائيات الراديوية
- H04B7/0417الإرسال
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد يحيى محمد شلبي
- مخترعسليمان س. الصويان
- مخترععبدالرحمن م. شلبي
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- تداخل المطر
- الاستقطاب المزدوج
- هوائي MIMO
- اتصالات الطائرات غير المأهولة
- التسوية المسبقة
- تصحيح الطور
- الجيل الخامس
- الجيل السادس
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.