市場分析公司 Technavio 最近表示，預計未來幾年系留無人機和無人機市場將增長 70% 以上。

無人機制造公司 Flyfocus 改進了其系留無人機的飛行時間、有效載荷和安全性。

系留無人機具有特殊功能，例如快速數據傳輸、電池連續充電的可能性、更好的控制和最大的安全性。FlyFocus 的新型 CableGuard 可以在系留模式下翱翔至 70 米的高度。

在接受采訪時，Flyfocus 的發言人指出，應用還包括安全和監控。它們在長途飛行中“連接”的能力在特殊需要的情況下提供了應急通信網絡。隨著應用需求開始引起更大的興趣，設計要求必須滿足高度要求的附加功能，例如操作擴展，因此需要更出色的耐候性，但最重要的是，要有足夠的電源和安全系統來保護無人機免受黑客攻擊。

為什么是系留無人機？

系留無人機的技術發展為邊境巡邏、直播活動、臨時通信塔、低空衛星監視等開辟了新的可能性。但是許多應用程序肯定在路上。

系留無人機的出現始于 2016 年，因為它們參與了軍事系統。遙控無人機是一種系在地面上的無人駕駛飛行器。它由地面基站和無人機組成，無人機通過系繩（電纜）與基站相連。無人機可以遠程操作以執行特定任務。系留無人機可用于各種應用，盡管其中大部分都專注于空中觀察和電信。特別是，由于系留連接的可靠性，系留無人機非常適合數據捕獲和遙測。

通過從系留無人機開始，然后向后跟蹤電纜連接，任何人都可以隨時了解所有者是誰。從表面上看，這似乎次于安全性，但皮帶本身的形象，加上主人的確定性，可以讓附近的人放心。然而，連接電纜對所有者來說也有好處：如果飛行系統突然失控，系留的無人機將永遠無法徘徊和迷路。?

能源管理

系留無人機的主要挑戰之一是涉及轉子驅動電機和控制電子設備的電源管理。電力流經長電纜會引入必須補償的傳輸損耗。電纜（傳輸線）的目的是將無人機保持在預定高度并保證電力和數據傳輸。厚度和長度的限制也與應用有關。每條傳輸線都可以被認為是由無限長 ?x 的無限元素組成，每個元素等效于一個包含無限電感、電容、電阻和電導的電路。傳輸線的正確模擬允許定義參數。導體中電磁場傳播的現象在波長與導體尺寸相當的頻率下變得顯著。在這些頻率下，兩點之間的電氣連接不能再通過集中參數系統來描述，而必須使用分布式參數方法來描述。我們可以看到沿傳輸線的電壓和電流由一對相反方向的波組成。

以特斯拉的方式思考，提供低損耗的可能性是采用可以通過電纜傳輸的高電壓，然后在無人機內部以所需的水平進行功率轉換。高直流電壓降低了系繩中流動的電流。顯然，重量是選擇 DC/DC 組件的關鍵因素。

固定比率總線轉換器模塊

Flyfocus 使用 Vicor 的轉換器技術，特別是 BCMx 模塊，這些模塊通常提供 98% 的效率，能夠在 400 VDC 的輸入電壓下以 48V 提供 1,750 W 的功率。BCM 采用 ChiP 或 Vicor 集成適配器 (VIA) 封裝，可簡化冷卻并提供集成 PMBus 控制、EMI 濾波和瞬態保護。由于這些轉換器是固定比率設備或稱為總線轉換器并且不包含輸出電壓調節，因此確保了高效率。這些類型的轉換器適用于雙向電源轉換。

Vicor 的 BMC 系列采用正弦振幅轉換器 (SAC) 拓撲來提供高水平的轉換效率。雖然大多數 DC/DC 轉換器拓撲采用 PWM 技術來控制次級功率輸出，但 SAC 提供了一種解決限制 PWM 頻率的開關損耗挑戰的優雅方法。SAC 的目標是減少噪聲諧波的產生，從而通過更輕、更小的組件提高效率。低 EMI 減少了濾波組件的使用。這種類型的轉換器使用 MHz 量級的方波信號，遠高于經典的 PWM，并且幅度與輸出負載相匹配。

圖 1：SAC 轉換器的簡化布局（來源：Vicor）

圖 2：系留無人機電源系統框圖（來源：Vicor）

Flyfocus 發言人強調了電源管理配置對項目成功的重要性。“圖 2 顯示了我們使用 Vicor 模塊的配置：BCM6123 為無人機的內部電子設備提供隔離和 400 VDC 的 48 VDC 總線電源。通過使用這項技術，我們能夠使電源轉換器部件的總重量達到 200 克的數量級。”

系留無人機技術正在獲得動力，作為一種功率配置，可提供高效率和低重量，使無人機設計人員能夠最大限度地提高有效載荷能力并減少系繩阻力。系留無人機正在市場上尋找公共服務任務的應用，并在不同領域進行 24/7 監視和監控。

　　審核編輯：湯梓紅