第二十六課時無人機的通信設(shè)備BU

YUN

AVIATION目錄/CONTENTS§2移動電臺通信設(shè)備§4Wi-Fi通信設(shè)備§3蜂窩移動通信設(shè)備§1無人機通信鏈路§5衛(wèi)星通信設(shè)備§6有線通信設(shè)備§1無人機通信鏈路無人機通信鏈路復(fù)習(xí)作用：負責(zé)無人機與外界的信息交互，實現(xiàn)無人機與控制站或其他通信用戶之間的實時信息交流根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方向分類：上行鏈路、下行鏈路無人機通信鏈路系統(tǒng)§2移動電臺通信設(shè)備移動電臺通信設(shè)備機載電臺設(shè)備機載數(shù)據(jù)終端機載電臺的主體部分包括：射頻（RF）接收機、發(fā)射機、電源、調(diào)制調(diào)解器移動電臺通信設(shè)備機載電臺設(shè)備饋線定義：天線和機載電臺發(fā)射機輸出端或接收機的輸入端通過一段屏蔽的電纜線進行連接功能：有效傳輸信號能量要去：最小的損耗、不引入且不產(chǎn)生雜散噪聲及干擾信號移動電臺通信設(shè)備機載電臺設(shè)備天線定義：無人機與外界進行信息交互時，進行電路設(shè)備中的電信號與空中的電磁波信號之間能量轉(zhuǎn)換的有效媒介作用：向空間某方向輻射電磁波、接收空間方向發(fā)來的電磁波移動電臺通信設(shè)備機載電臺設(shè)備天線發(fā)射端：①發(fā)射機產(chǎn)生高頻振蕩電流或?qū)Р?，?jīng)饋線輸入發(fā)射天線②發(fā)射天線將電流或?qū)РㄞD(zhuǎn)變?yōu)闊o線電波向周圍輻射移動電臺通信設(shè)備機載電臺設(shè)備天線接收端：①自由電磁波進入到接收天線②接收天線將電磁波轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電流或?qū)Рǎ?jīng)饋線傳送到接收機移動電臺通信設(shè)備機載電臺設(shè)備天線組成：輻射單元、反射板、功率分配網(wǎng)絡(luò)、封裝防護主要性能參數(shù)：工作頻率、輻射參數(shù)、半功率波束寬度、水平面波束寬度、垂直面波束寬度、天線增益移動電臺通信設(shè)備機載電臺設(shè)備天線分類方法：按工作頻段：短波天線、超短波天線、微波天線按輻射信號的方向性：全向天線、定向天線按外形：線狀天線、面狀天線、陣列天線等無人機全向天線移動電臺通信設(shè)備地面電臺設(shè)備地面站電臺組成：地面站的數(shù)據(jù)終端（GDT）、饋線、天線地面數(shù)據(jù)終端：包括RF接收機、發(fā)射機、調(diào)制解調(diào)器等饋線：連接天線和數(shù)據(jù)終端的收發(fā)機移動電臺通信設(shè)備地面電臺設(shè)備功能：接收無人機發(fā)送的自身狀態(tài)信息和傳感器信息并進行處理例：無人機無線視頻發(fā)射機發(fā)射的信號①通過地面無線圖像接收平臺接收，在顯示屏幕上顯示②通過平臺對外接口，將視頻信號傳送至其他顯示、存儲設(shè)備上移動電臺通信設(shè)備地面電臺設(shè)備例：無人機無線視頻發(fā)射機發(fā)射的信號③地面接收平臺內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，將視頻信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，傳至后端的中心站網(wǎng)絡(luò)平臺§3蜂窩移動通信設(shè)備蜂窩移動通信設(shè)備定義：手機移動終端作用：可進行短信、數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等的傳輸5G模塊蜂窩移動通信設(shè)備組成：無人機移動通信終端、地面站移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求：1.在無人機上和地面站上分別安裝通信模塊及數(shù)據(jù)接口2.利用蜂窩移動系統(tǒng)完成無人機與地面站之間的數(shù)據(jù)交流3.向無人機發(fā)送相應(yīng)的控制命令§4Wi-Fi通信設(shè)備Wi-Fi通信設(shè)備應(yīng)用場景：無人機小范圍執(zhí)行任務(wù)定義：由無線網(wǎng)卡和路由接入點（AP）組成的無線網(wǎng)絡(luò)作用：進行消息、數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等的傳輸Wi-Fi通信設(shè)備組成：機載部分、地面部分機載部分：無人機的Wi-Fi無線傳輸模塊地面部分：地面Wi-Fi路由AP的無線局城網(wǎng)系統(tǒng)AP：連接無線局域網(wǎng)絡(luò)與有線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁小型WIFI模塊Wi-Fi通信設(shè)備通信原理相當于內(nèi)置無線發(fā)射器的集線器（HUB）或路由器無人機的Wi-Fi無線傳輸模塊負責(zé)接收由AP所發(fā)射的控制信號Wi-Fi通信設(shè)備實際應(yīng)用在PC端和無人機飛行控制器端編寫程序，完成無人機把遙測數(shù)據(jù)和自身狀態(tài)數(shù)據(jù)通過Wi-Fi無線傳輸模塊發(fā)送出去的任務(wù)PC通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)讀取PC數(shù)據(jù)，接收無人機的信息，實現(xiàn)無人機對地面站的下行鏈路通信，或完成地面到無人機上行鏈路的指令傳輸Wi-Fi通信設(shè)備準備工作在無人機和地面站上分別安裝Wi-Fi無線傳輸模塊將無人機機載控制系統(tǒng)和PC（或手機）連接無線局城網(wǎng)在PC（或手機）上下載App軟件或程序§5衛(wèi)星通信設(shè)備衛(wèi)星通信設(shè)備解決問題：衛(wèi)星作為無人機通信中繼站，實現(xiàn)大范圍信號的有效覆蓋組成：空中部分、天中部分（通信衛(wèi)星）、地面部分（地面控制站）衛(wèi)星通信設(shè)備無人機通信鏈路無人機和地面站的通信設(shè)備：衛(wèi)星通信收發(fā)機、收發(fā)天線通信衛(wèi)星上的設(shè)備：星載天線、衛(wèi)星發(fā)射機、接收機、雙工器基于衛(wèi)星中繼的無人機通信鏈路衛(wèi)星通信設(shè)備無人機通信鏈路衛(wèi)星通信天線：用導(dǎo)航定位信息和單脈沖自跟蹤技術(shù)自動將天線最大信號方向?qū)释ㄐ判l(wèi)星調(diào)整天線的極化角度，建立無人機與衛(wèi)星之間的有效空間鏈路基于衛(wèi)星中繼的無人機通信鏈路衛(wèi)星通信設(shè)備工作原理發(fā)射端（無人機或地面站）數(shù)據(jù)經(jīng)過基帶處理后調(diào)制到模擬信號的載波變頻器將載波調(diào)整至使用的衛(wèi)星頻段經(jīng)過功率放大器后，由對準衛(wèi)星方向的天線發(fā)射衛(wèi)星通信設(shè)備工作原理空間端（衛(wèi)星中繼站）發(fā)射端發(fā)出載波經(jīng)過自由空間的損耗以及其他信號干擾后到達衛(wèi)星衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收，變頻、放大后發(fā)回地面衛(wèi)星通信設(shè)備工作原理接收端（無人機或地面站）接收天線接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號，低噪聲放大下變頻到調(diào)制解調(diào)器（Modem）工作的頻段，進行解調(diào)、解差分、解擾處理，恢復(fù)原始的數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信設(shè)備特點非對稱、點到點的信息傳輸鏈路上行遙控指令：傳輸速率較低，可靠性、抗干擾性、保密性高下行偵察：遙測信息數(shù)據(jù)量大，需優(yōu)化信道設(shè)計，提高信息的傳輸速率衛(wèi)星通信設(shè)備準備工作及目標在無人機上安裝機載衛(wèi)星通信收發(fā)機、通信天線充分利用衛(wèi)星波束的有效覆蓋范圍，實現(xiàn)對無人機的超視距測控和信息傳輸無人機衛(wèi)星通信§6有線通信設(shè)備有線通信設(shè)備僅在特殊的應(yīng)用場合使用有線通信定義：利用金屬導(dǎo)線、光纖等有形媒質(zhì)傳送信息的方式特點：受干擾較小、可靠性高、保密性強缺點：受電纜長度及重量的限制，不方便、不靈活步云登月