适用于无人机网络的长距离 SDR 网状无线电

适用于无人机网络的长距离 SDR 网状无线电

概观

这是一个软件定义的无线电 (特别提款权)-专为高级 Mesh 网络应用而设计的无线通信模块. 基于灵活的 FPGA 架构构建, 它使动态, 高可靠性自组织网络, 传输距离长, 抗干扰能力强.

该设备支持多节点, 多跳网状网络, 允许跨复杂环境的无缝通信，而无需依赖固定基础设施. 通过集成高功率射频放大器, 它可以配置为广泛的传输距离——从短距离城市部署到最佳条件下的超远距离通信.

支持多个频段, 可调带宽, 智能选频, 和 AES256 加密, 它适用于需要安全的关键任务应用, 稳定的, 以及远距离无线通讯.

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特征

1. 先进的网状网络

• 支持自组织Mesh拓扑
• 多节点组网 (取决于 256 节点)
• 多跳通信 (1 无限跳跃)
• 自动路线优化

2. 灵活的输出功率选项

• 提供多种射频输出电平: 27 dBm的 0.5W¯¯ / 30 dBm的 1W¯¯ / 33 dBm的 2W¯¯ / 35 dBm的 3W¯¯ / 37 dBm的 5W¯¯ / 40 dBm的 10W¯¯ / 46 dBm的 40W¯¯
• 可根据范围和功率要求进行调整

3. 超远距离传输

• 最大传输距离
• 软件可配置距离限制
• 专用远距离增强模式

4. 可配置的带宽

• 支持的带宽选项: 1.25 兆赫 / 2.5 兆赫 / 5 兆赫 / 10 兆赫 / 20 兆赫
• 吞吐量和范围之间的优化平衡

5. 多频段频率支持

可定制频段:

中心频率	频率范围 (兆赫)
655	635～675
805	790～820
1350	1300～1400
1400	1350～1450
1475	1420～1530
1685	1660～1710
2250	2200～2300
2450	2400～2500

6. 高数据吞吐量

• 取决于 40 Mbps吞吐量 在 10 公里模式 (20 MHz带宽)
• 自适应调制 (MCS0–MCS8 可选)

7. 智能频率选择

通过全频段的实时频谱感知和监控, 节点根据当地电子环境和干扰情况，动态智能地从预设列表中选择和调整其工作频率, 实现智能动态捷变频组网 (或异构频率网络) 有效自动避免干扰 / 抗干扰.

• 实时频谱扫描
• 自动频率切换
• 避免干扰
• 动态异构网络

8. 抗干扰能力强

• 干扰时保持稳定通讯 <15%
• 适用于复杂电磁环境

9. 安全通信

• 空中接口AES256加密
• 确保数据的机密性和完整性

10. 丰富的接口选项

• 取决于 2 以太网端口 (10/100中号)
• 取决于 4 串口: 2 × RS232 / 1 × 3.3V TTL / 1 ×SBU (可选的)

11. 工业设计

• IP20 (室内) 和IP65 (户外的) 可用版本
• 工作温度范围宽: -40°C至 +55°C
• 恶劣环境下的高可靠性

典型应用和额定值

模型	发送 功率 (dBm的)	供应 电压 (V)	马克斯 功率 (W¯¯)	支持 功率 (W¯¯)	数据 接口	范围 扩大 (分贝)	推荐的 距离 (千米)
2201-27	27 ±3	9–30	8 ±2	4.5 ±1	1 × 局域网 + 2 × RS232 + 1 × TTL + 1 ×SBU	2	≤30
2201-30	30 ±3	20–28	15 ±5	5 ±1	2 × 局域网 + 2 × RS232 + 1 × TTL/SBUS	2	30–50
2201-33	33 ±3	24–30	20 ±5	5 ±1	2 × 局域网 + 2 × RS232 + 1 × TTL + 1 ×SBU	1	50–75
2201-35	35 ±3	24–28	35 ±8	5 ±1	2 × 局域网 + 2 × RS232 + 1 × TTL/SBUS	1	75–100
2201-37	37 ±3	24–28	45 ±10	6 ±1	2 × 局域网 + 2 × RS232 + 1 × TTL/SBUS	1	100–150
2201-40	40 ±3	24–28	80 ±20	7 ±1	2 × 局域网 + 2 × RS232 + 1 × TTL/SBUS	1	150–250
2201-46	46 ±3	24–28	220 ±50	10 ±2	2 × 局域网 + 2 × RS232 + 1 × TTL/SBUS	1	250–500

环境条件

• 储存温度: -40°C 至 +85°C

• 工作温度: -40°C至 +55°C

• 湿度: 5%–95%

天线 & 射频注意事项

• 每个天线端口 不得接收信号 >10 分贝 当活跃时, 否则可能会发生永久性损坏.

• 建议模块天线之间的最小距离为 大于设备端口间距; 理想地, 模块天线应间隔 >2 相距米.

• 连续工作需要适当的散热:

  • CPU/核心温度≤100℃

  • 外壳温度≤80℃

发射功率

• 测量于 室温, 同 24V电源, 正常传输模式下.

• <33 dBm系列: 使用 DCDC 转换为 PA 提供低压电源; 电压波动不影响最大输出功率.

• ≥33dBm系列: PA 电压跟随电源电压. 将电源电压提高至 24V 以上至允许上限 (参见典型评级表) 将要:

  • 系统功耗增加 10–25%

  • 对于 33dBm 设备，最大发射功率增加约 0.1dB, ~0.3–1dB 对于 >33 dBm 单位

• 推荐: 提高效率和热量管理, 使用24V电源.

电源

• 请勿在高于允许的电源电压限制的情况下操作设备.

能量消耗

• 最大功率: 在室温下测量, 24V电源, 正常传输模式; 实际使用情况可能是 92–95% 最大值.

• 待机功率: 在室温下测量, 24V电源; 表示连接但空闲时的功耗.

数据接口

• LAN: 10/100 Mbps

• RS232: 高达115200bps

• TTL: 3.3 V级, 高达 460800bps

• TTL/SBU: 出厂时只能选择一种

扩展范围模式

• 提高额定最大输出 1–2dB 以实现更远的射程.

• 系统功耗增加 10–30%.

• 需要适当的散热; PA 线性度可能会降低, 可能不支持 MCS8 和 MCS7.

• 注意: 室外IP65型号可以 不支持扩展范围模式.

推荐使用距离

• 视线, 无干扰条件, 1.4 GHz频段:

  • 天空一侧: 2 dBi 全向天线

  • 地面侧: 5 dBi 全向天线

• 可以可靠地传输 2–4Mbps 视频 在单个通道上

带宽敏感度表:

20兆赫 带宽	MCS	0	1	2	3	4	5	6	7	8 (可选的)
	单天线灵敏度 (dBm的)	-101	-98	-95	-92	-88	-86	-83	-80	-77
	双天线灵敏度 (dBm的)	-104	-101	-98	-95	-91	-89	-86	-83	-80
	信噪比 (分贝)	-8	-5	-2	4	7	10	13	16	19
UDP数据包注入 （Mbps）	10KM距离模式	1.5	3.2	6.4	13	20	26	33	40	47
	30KM距离模式	1.4	2.9	5.9	12	18	24	31	37	43
	50KM距离模式	1.3	2.7	5.5	11	17	22	28	34	40
	100KM距离模式	1.1	2.4	4.7	9.6	14	19	24	29	34
	150KM距离模式	0.9	1.9	4.0	8.3	12	16	21	25	29
	200KM距离模式	0.8	1.7	3.6	7.4	11	14	18	22	26
	250KM距离模式	0.7	1.5	3.2	6.6	10	13	16	20	23
	300KM距离模式	0.6	1.4	2.9	6.0	9.1	12	15	18	21
	400KM距离模式	0.5	1.1	2.4	5.0	7.6	10	12	15	18
	500KM距离模式	0.4	1.0	2.1	4.3	6.6	8.8	11	13	15

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产品规格

一般参数

• 建筑: 软件无线电 (特别提款权)

• 联网: 网 (自组织)

• 最大节点数: 256

• 最大跳数: 无限

• 加密: 系统启动后自动检测

射频性能

• 频段: 635 兆赫 – 2500 兆赫 (定制)

• 信道带宽: 1.25–20 MHz

• 输出功率: 27–46dBm (模型相关)

• 灵敏度:

  • 取决于 -104 dBm的 (双天线)

• SNR范围: -8 DB到 19 分贝

传输性能

• 最大范围: 500 千米 (视线)

• 吞吐量:

  • 取决于 40 Mbps的 (10 公里模式, 20 MHz带宽)

• 自适应数据速率取决于:

  • 距离

  • 带宽

  • 环境

电源

• 输入电压:

  • 9–30V 或 20–28V (模型相关)

• 最大功耗:

  • 8W 至 220W，取决于输出功率

• 待机功率:

  • 4.5瓦至10瓦

接口

• 以太网络: 1 要么 2 端口 (10/100 Mbps的)

• 连续剧:

  • RS232 (取决于 115200 波特)

  • TTL (取决于 460800 波特)

  • 系统总线 (可选的)

环境的

• 工作温度: -40°C至 +55°C

• 储存温度: -40°C 至 +85°C

• 湿度: 5%–95%

机械的

• 重量: 0.065 公斤至 4 公斤

• 射频连接器:

  • SMA-K (标准)

  • 氮钾 (IP65版本)

接口参数及指示灯

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应用

1. 无人机 & 无人机通讯

• 远距离视频传输

• 命令和控制链接

• 群体无人机网络

2. 机器人技术 & 自治系统

• 多机器人协调

• 远程控制和遥测

• 工业自动化

3. 紧急情况 & 公安

• 灾难恢复通信

• 临时网络部署

• 搜救行动

4. 军事 & 防御

• 战术网状通信

• 安全战场网络

• 移动指挥系统

5. 工业物联网

• 远程监视

• 智能电网通信

• 油, 气体, 和采矿作业

6. 智慧城市

• 基础设施监控

• 交通管理系统

• 监控网络

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自定义选项

该模型支持广泛的定制，以满足特定的项目要求:

1. 频率自定义

• 根据法规和环境需求选择特定频段

2. 输出功率配置

• 选择合适的射频功率水平 (27–46dBm)

• 优化射程 vs. 能量消耗

3. 带宽配置

• 长距离窄带

• 宽带实现高吞吐量

4. 距离限制

• 软件可配置距离限制:

  • 10 千米

  • 50 千米

  • 500 千米

5. 网络拓扑

• 节点数配置 (2–256 个节点)

• 跳数配置 (1 至无限)

6. 接口选择

• LAN口数量

• 串行接口类型 (TTL/SBUS 选择)

7. 保护水平

• IP20 室内使用

• IP65适合室外部署

8. 机械设计

• 带或不带散热器

• 定制电缆长度 (IP65版本)

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常问问题 (常见问题解答)

Q1: 最大传输距离是多少?

它最多支持 500 理想视距条件下的公里传输，天线配置正确且干扰最小.

Q2: 用户可以更改频率吗?

没有. 频段在工厂固定，最终用户无法修改.

Q3: 什么是网状网络以及它为何有用?

网状网络允许设备动态连接并通过多个节点中继数据. 这提高了可靠性, 扩大覆盖范围, 并消除了对集中式基础设施的需求.

Q4: 一个网络可以连接多少台设备?

系统最多支持 256 单个 Mesh 网络中的节点.

Q5: 是否支持加密?

是, 设备支持AES256加密，确保数据传输安全.

Q6: IP20和IP65版本有什么区别?

• IP20: 室内使用, 基本保护

• IP65: 户外使用, 防尘防水

Q7: 影响传输距离的因素有哪些?

影响范围的几个因素:

• 天线类型和增益

• 输出功率电平

• 带宽设置

• 环境干扰

• 视距条件

Q8: 建议的冷却要求是多少?

该设备需要适当的散热:

• 核心温度≤100℃

• 外壳温度≤80℃

Q9: 能否应对干扰?

是, 干扰低于时系统仍能保持稳定通信 15%, 得益于智能频率选择.

Q10: 带宽选项有什么区别?

带宽较低:

• 射程更远

• 较低的数据速率

更高的带宽:

• 更高的吞吐量

• 射程较短