Návrh systému instalace uchycení a zakrytování antény na bezpilotní prostředky

Abstract

Tato práce představuje komplexní studii návrhu krytu pro dron prostřednictvím rešerše o materiálech, anténách a krytech dronů, dále provedením mnoha experimentálních testů, analýzy výsledků, pečlivého výběru finálního materiálu a antény. Primárním cílem bylo identifikovat materiály, které by mohly nabídnout optimální vyrobitelnost, výkon z hlediska hustoty, odolnosti vůči povětrnostním vlivům a elektromagnetických vlastností. Vlnovody a vektorový síťový analyzátor byly použity pro experimentální část, kde byly měřeny různé vzorky odlišných tlouštěk, velikostí a materiálů, a hodnocena jejich schopnost odrážet, přenášet a absorbovat elektromagnetické vlny. PMMA vykazoval vynikající výsledky znamenající velmi dobré přenosové vlastnosti s minimální absorpcí a odrazem příchozích signálů. Po testování byl proveden proces návrhu krytu, který zahrnoval poznatky získané z výzkumné části a z testů materiálů. Bylo představeno a diskutováno několik konstrukčních konceptů, přičemž hlavními kritérii byla snadnost výroby, aerodynamika, ochrana vnitřních součástí, rovnováha mezi lehkými vlastnostmi a funkčností. Kromě toho byla volba antény jedním z klíčových prvků tohoto projektu, protože optimální příjem signálu je nezbytný pro provoz a efektivitu dronu. Celkově jsme v této práci poskytli podrobnou diskusi o kritériích výběru, experimentální validaci, výběru materiálu a optimalizaci designu krytu pro dron a zároveň nabídli některé cenné poznatky pro budoucí studie a potenciální pokroky, které by mohly zlepšit drony.

This thesis presents a comprehensive study on design of a cover for a drone through the research about materials, antennas and drone covers, a series of experimental tests, analysis of the results, careful selection of final material and antenna. The primary goal was to identify materials that could offer optimal manufacturability, performance in terms of durability, density, and weather resistance, and electromagnetic properties. Waveguides and Vector Network Analyzer were utilized for the experimental part where tests with various specimens of different thickness, sizes and materials were measured and evaluated for their ability to reflect, transmit, and absorb electromagnetic waves. PMMA was demonstrating excelled results meaning very good transmission characteristics with minimal absorption and reflection of the incoming signals. After the testing, the design process of the cover was carried out, incorporating insights gained from the research part and material testing. Multiple design concepts were presented and discussed while main criteria were ease of manufacturing, aerodynamics, protection of internal components, balance between lightweight properties and functionality. Additionally, the choice of the antenna was one of the crucial elements in this project because optimal signal reception is essential for the drone’s operation and efficiency. Overall, in this thesis, we provided a detailed discussion about the selection criteria, experimental validation, material selection, and design optimization of the cover for a drone while also offering some of the valuable insights for future studies and potential advancements that could enhance drone technology.