機(jī)載基站實(shí)現(xiàn)救生通信

世界各地都可能發(fā)生自然災(zāi)害，恢復(fù)通信對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)急救人員而言至關(guān)重要，這樣才能及時(shí)滿足災(zāi)民當(dāng)時(shí)的迫切需求并恢復(fù)飲用水、食品和電力等基本生活物資的供應(yīng)。?

一家日本的工程公司， Fukaden公司正在通過為高功率系留無人機(jī)中的移動(dòng)通信基站供電，來為這項(xiàng)人道主義事業(yè)提供支持。現(xiàn)場(chǎng)急救人員一到現(xiàn)場(chǎng)，就可部署這些重量很輕的便攜式無人機(jī)，以提供即時(shí)通信功能。這為急救人員提供了快速?zèng)Q策以及溝通所需的支持。?

在與日本主要電信運(yùn)營商的合作中，F(xiàn)ukaden 已經(jīng)對(duì)其電源控制箱 II 主電源單元進(jìn)行了演示測(cè)試，該設(shè)備通過系線為無人機(jī)供電。它可將 1kW 的電源傳輸?shù)?150 米遠(yuǎn)的地方。此外，并聯(lián)使用單元還可輕松擴(kuò)展電源，將功率增加三倍，達(dá)到 3kW，其可為直徑為 10 公里的工作范圍提供蜂窩服務(wù)。?

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Fukaden 系留無人機(jī)可快速部署，為危及生命的自然災(zāi)害情況提供援助。

更高的電壓可實(shí)現(xiàn)更輕、更細(xì)的線纜
過去，系留無人機(jī)的弊端一直是電源線的粗細(xì)和重量。又長又重的線纜會(huì)增加重量，造成更大的阻力，這不僅需要更多電源，而且限制了無人機(jī)增加新特性的能力，如傳感器或高分辨率視頻攝像頭等。

Fukaden 無人機(jī)需要 1kW 到 5kW 的電源，而將供電電壓從 24V 增加到 370V，可將供電電流銳減 為原來的1/15 。這有利于使用更細(xì)的線纜，其可將 1kW 線纜的重量從 125 克/米銳降至 11.1 克/米，下降后不到原來的1/10 。

在無人機(jī)上提供 370V 電壓，需要在無人機(jī)上安裝一款高密度的更輕 DC-DC 轉(zhuǎn)換器模塊，將電源電壓降至 DC 24V，這是驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的電壓。?

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系留無人機(jī)“電源控制 箱 II 主供電單元”（背面）的 Fukaden 供電單元和一部分電源單元，安裝了兩款 Vicor DCM? 組件（右側(cè)）

最初的 Fukaden 高壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)不僅很重，而且占用的空間也很多。因此，該公司尋找一種小型、輕量級(jí)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，隨后使用 Vicor DCM? 電源模塊替換了大型轉(zhuǎn)換器。?

Vicor DCM 是一種采用高頻率零電壓開關(guān) (ZVS) 技術(shù)的隔離式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器模塊，具有轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率密度大的特征。使用 DCM 不僅將體積縮小了 75%，而且還將重量減少了 50% 以上。?

構(gòu)建更高性能的通信無人機(jī)?
新一代 Fukaden 通信無人機(jī)需要高達(dá) 9kW 的電源。使用更高電壓的電源 (DC 700V) 和更細(xì)的線纜并升級(jí)到并聯(lián)三款 Vicor BCM? 母線轉(zhuǎn)換器，F(xiàn)ukaden 能夠?qū)⒐β蕯U(kuò)展到 4.5kW。要進(jìn)一步擴(kuò)展至近 9kW，可以并聯(lián)兩個(gè) Fukaden 供電單元。

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圖3 Fukaden的下一代通信站需要高達(dá)9kW的功率。Fukaden使用高壓電源（DC 700V）、更薄的線纜和三個(gè)Vicor BCM并聯(lián)陣列，能夠輕松擴(kuò)展功率以提供更好的性能。通過新增電源，無人機(jī)可以飛行92小時(shí)，并保持直徑為10公里的通信區(qū)域。
增加電源后，無人機(jī)可飛行 92 小時(shí)并保持 10 公里的通信半徑。此外，提升的性能還可幫助基站在所有類型的惡劣天氣下更出色地完成任務(wù)。

輕量級(jí)的小巧電源模塊不僅易于設(shè)計(jì)和擴(kuò)展電源，而且還便于安裝無人機(jī)基站，從而可實(shí)現(xiàn)拯救生命的關(guān)鍵任務(wù)部署。發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，F(xiàn)ukaden 便攜式基站單元正迅速成為急救人員的必備設(shè)備。其多功能性和便攜性將為日本乃至世界各地的救災(zāi)工作帶來福音。
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