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Drones conectados a tierra para aplicaciones de vigilancia y comunicaciones

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Superar desafíos de diseño extremos

El dron multirrotor con relé aéreo no tripulado (UMAR) de grado industrial y militar de DPI está protegido contra la lluvia, la nieve, el polvo y el calor, y ha sido reforzado para entornos marinos de agua salada. El sistema ha sido diseñado para soportar temperaturas extremas de cero a 120 grados Fahrenheit.

Además, estos drones son especialmente beneficiosos porque pueden proporcionar más de 400 horas de tiempo de actividad y operaciones ininterrumpidas, a una altitud de hasta 500 pies, debido a la energía continua a través del cable de conexión.

Pero existen importantes desafíos de diseño inherentes a la arquitectura “conectada a tierra”. La energía debe entregarse desde el buque anfitrión al dron a alto voltaje y baja corriente para permitir el uso de un cable lo más delgado y liviano posible, lo que a su vez permite una mayor movilidad del dron y mayores cargas útiles en el aire.

Drones flotantes para aplicaciones de vigilancia y comunicaciones

“Con los módulos de potencia Vicor hemos podido reducir el peso de todos los componentes a bordo del dron para aumentar la altitud y la velocidad aérea mientras transportamos la carga útil de la misión requerida”, dijo Joe Pawelczyk, vicepresidente de operaciones de DPI. “Nadie más tiene realmente la densidad de potencia de Vicor, por lo que podemos lograr los niveles más altos de maniobrabilidad, rendimiento y control de vuelo estacionario con sus componentes. Esto permite que los drones conectados a tierra de DPI se levanten más, vuelen más alto y vuelen más rápido”.

Operando a niveles de potencia de 8 a 10 kW, el UMAR es extremadamente poderoso y robusto para mantener una posición estacionaria persistente en condiciones de tormenta marítima severa. Este desafío a menudo se ve agravado por las aguas turbulentas que afectan el posicionamiento del barco anfitrión. Por lo tanto, el dron requiere la capacidad de potencia y la agilidad para acelerar las velocidades del rotor para levantamiento y manejo en ráfagas cortas o prolongadas según sea necesario para mantener su altitud, con capacidad de respuesta instantánea.

Dentro del dron, la conversión de alto voltaje debe lograrse en la huella más pequeña posible y el perfil liviano. Los ocho rotores independientes a bordo requieren circuitos de PCB interconectados y sofisticados, por lo que cualquier ahorro de espacio habilitado en la capa de componentes de potencia se puede reutilizar para otros componentes de valor añadido.

Cuando se despliega como una antena de RF aerotransportada, el UMAR puede extender la línea de visión de radio del barco desde 8 hasta 30 millas.

Los datos de comunicaciones transmitidos y recibidos por el equipo de radio de RF montado en el dron multirotor anclado se transmiten a través de la atadura (cable) hacia y desde la embarcación principal, lo que permite una comunicación más allá de la línea de visión con las embarcaciones de apoyo no tripuladas circundantes.

Esta arquitectura de comunicaciones presenta desafíos EMI para la arquitectura de la red de suministro de energía (PDN). Dado el papel fundamental que estos drones desempeñan en la defensa y vigilancia marítimas como aplicaciones punteras, la integridad de los datos de comunicaciones es de suma importancia.

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