鏈路系統(tǒng)是無人機系統(tǒng)的重要組成部分,其主要任務(wù)是建立一個空地雙向數(shù)據(jù)傳輸通道,用于完成地面控制站對無人機的遠距離遙控、遙測和任務(wù)信息傳輸。遙控實現(xiàn)對無人機和任務(wù)設(shè)備進行遠距離操作,遙測實現(xiàn)無人機狀態(tài)的監(jiān)測。
任務(wù)信息傳輸則通過下行無線信道向測控站傳送由機載任務(wù)傳感器所獲取的視頻、圖像等信息,是無人機完成任務(wù)的關(guān)鍵,質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到發(fā)現(xiàn)和識別目標(biāo)的能力。
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無人機鏈路系統(tǒng)組成
無人機鏈路的機載部分包括機載數(shù)據(jù)終端(ADT)和天線。機載數(shù)據(jù)終端包括RF接收機、發(fā)射機以及用于連接接收機和發(fā)射機到系統(tǒng)其余部分的調(diào)制解調(diào)器,有些機載數(shù)據(jù)終端為了滿足下行鏈路的帶寬限制,還提供了用于壓縮數(shù)據(jù)的處理器。天線采用全向天線,有時也要求采用具有增益的定向天線。
鏈路的地面部分也稱地面數(shù)據(jù)終端(GDT)。該終端包括一副或幾副天線、RF接收機和發(fā)射機以及調(diào)制解調(diào)器。若傳感器數(shù)據(jù)在傳送前經(jīng)過壓縮,則地面數(shù)據(jù)終端還需采用處理器對數(shù)據(jù)進行重建。地面數(shù)據(jù)終端可以分裝成幾個部分,一般包括一條連接地面天線和地面控制站的本地數(shù)據(jù)連線 以及地面控制站中的若干處理器和接口。
對于長航時無人機而言,為克服地形阻擋、地球曲率和大氣吸收等因素的影響,并延伸鏈路的作用距離,中繼是一種普遍采用的方式。當(dāng)采用中繼通信時,中繼平臺和相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備也是無人機鏈路系統(tǒng)的組成部分之一。無人機和地面站之間的作用距離是由無線電視距所決定的。
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無人機鏈路信道頻段
無人機地空數(shù)據(jù)傳輸過程中,無線信號會受到地形、地物以及大氣等因素的影響,引起電波的反射、散射和繞射,形成多徑傳播,并且信道會受到各種噪聲干擾,造成數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量下降。
在測控通信中,無線傳輸信道的影響隨工作頻段的不同而異,因此首先需要了解無人機測控使用的主要頻段。無人機測控鏈路可選用的載波頻率范圍很寬。低頻段設(shè)備成本較低,可容納的頻道數(shù)和數(shù)輸速率有限,而高頻段設(shè)備成本較高,可容納較多的頻道數(shù)和較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
無人機鏈路應(yīng)用的主要頻段為微波(300MHz~3000GHz),因為微波鏈路有更高的可用帶寬,可傳輸視頻畫面,它所采用的高帶寬和高增益天線抗干擾性能良好。不同的微波波段適用于不同的鏈路類型。
一般來說,VHF,UHF,L和S波段較適合于低成本的短程無人機視距鏈路;X和Ku波段適用于中程和遠程無人機的視距鏈路和空中中繼鏈路;Ku和Ka波段適用于中遠程的衛(wèi)星中繼鏈路。
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