一文看懂無(wú)人機(jī)通信鏈路系統(tǒng)

時(shí)間：2022-08-15　來(lái)源：中國(guó)集群通信網(wǎng)　作者：網(wǎng)絡(luò)　點(diǎn)擊：次

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　無(wú)人機(jī)是無(wú)人駕駛飛行器的簡(jiǎn)稱，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器。從技術(shù)角度定義可以分為：無(wú)人固定翼飛機(jī)、無(wú)人垂直起降飛機(jī) 、無(wú)人飛艇、無(wú)人直升機(jī)、無(wú)人多旋翼飛行器、無(wú)人傘翼機(jī)等。無(wú)人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景非常多，我們常見民用航拍、巡線、植保，軍用的偵查，中繼、打擊，警用巡邏，監(jiān)視等。隨著民用無(wú)人機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來(lái)越多的公司投入到無(wú)人機(jī)的項(xiàng)目開發(fā)中。

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)主要分為三大部分：地面站、飛控以及無(wú)線通信鏈路，下面我們一起了解一下無(wú)人機(jī)無(wú)線通信鏈路系統(tǒng)。

　　鏈路系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，其主要任務(wù)是建立一個(gè)空地雙向數(shù)據(jù)傳輸通道，用于完成地面控制站對(duì)無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)距離遙控、遙測(cè)和任務(wù)信息傳輸。遙控實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)和任務(wù)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作，遙測(cè)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

　　任務(wù)信息傳輸則通過(guò)下行無(wú)線信道向測(cè)控站傳送由機(jī)載任務(wù)傳感器所獲取的視頻、圖像等信息，是無(wú)人機(jī)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(shí)別目標(biāo)的能力。

　　1、我國(guó)對(duì)無(wú)人機(jī)使用頻段規(guī)定

　　無(wú)人機(jī)通信鏈路需要使用無(wú)線電資源，目前世界上無(wú)人機(jī)的頻譜使用的主要集中在UHF、L和C波段，其他頻段也有零散分布。目前我國(guó)工信部無(wú)線電管理局初步制定了《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)頻率使用事宜》，規(guī)劃840.5-845MHz、1430-1444MHz和2408-2440MHz頻段用于無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)。其中規(guī)定：1.840.5~845Mhz頻段可用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的上行遙控鏈路，其中，841~845Mhz也可采用時(shí)分方式用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的上行遙控和下行遙測(cè)信息傳輸鏈路。2.1430~1446MHz頻段可用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)下行遙測(cè)與信息傳輸鏈路，其中1430~1434MHz頻段應(yīng)優(yōu)先保證警用無(wú)人機(jī)和直升機(jī)視頻傳輸使用，必要時(shí)1434~1442MHz也可以用于警用直升機(jī)視頻傳輸。無(wú)人機(jī)在市區(qū)部署時(shí)，應(yīng)使用1442MHz以下頻段。3.2408~1440MHz頻段可用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)下行鏈路，該無(wú)線電臺(tái)工作時(shí)不得對(duì)其他合法無(wú)線電業(yè)務(wù)造成影響，也不能尋求無(wú)線電干擾保護(hù)。

　　2、無(wú)人機(jī)鏈路系統(tǒng)組成

　　無(wú)人機(jī)鏈路的機(jī)載部分包括機(jī)載數(shù)據(jù)終端（ADT）和天線。機(jī)載數(shù)據(jù)終端包括RF接收機(jī)、發(fā)射機(jī)以及用于連接接收機(jī)和發(fā)射機(jī)到系統(tǒng)其余部分的調(diào)制解調(diào)器，有些機(jī)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(shí)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(jī)和發(fā)射機(jī)以及調(diào)制解調(diào)器。若傳感器數(shù)據(jù)在傳送前經(jīng)過(guò)壓縮，則地面數(shù)據(jù)終端還需采用處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重建。地面數(shù)據(jù)終端可以分裝成幾個(gè)部分，一般包括一條連接地面天線和地面控制站的本地?cái)?shù)據(jù)連線以及地面控制站中的若干處理器和接口。

　　對(duì)于長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)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(shí)，中繼平臺(tái)和相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備也是無(wú)人機(jī)鏈路系統(tǒng)的組成部分之一。無(wú)人機(jī)和地面站之間的作用距離是由無(wú)線電視距所決定的。

3、無(wú)人機(jī)鏈路信道頻段

　　無(wú)人機(jī)地空數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，無(wú)線信號(hào)會(huì)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(huì)受到各種噪聲干擾，造成數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量下降。

　　在測(cè)控通信中，無(wú)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(wú)人機(jī)測(cè)控使用的主要頻段。無(wú)人機(jī)測(cè)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。