什么是无人机通信链路(无人机通信链路知识大全)

通信链路

通信网络中两个结点之间的物理通道称为通信链路。无人机系统中的通信链路也常被称为数据链。

你和无人机的合理沟通:无人机通信链路

根据通信链路的连接方法,可把通信链路分为:(1)点对点连接通信链路,这时的链路只连接两个结点;(2)多点连接链路,指用一条链路连接多个(节点数大于 2 个)结点。

根据通信方式不同,可把链路分为:(1)单向通信链路;(2)双向通信链路。民用无人机系统一般使用点对点的双向通信链路,也有部分无人机系统使用单向下传链路。

无人机通信链路,主要指用于无人机系统传输控制、无载荷通信、载荷通信三部分信息的无线电链路。

你和无人机的合理沟通:无人机通信链路

根据 ITU-R M.2171 报告给出的定义,无人机系统通信链路是指控制和无载荷链路,主要包括指挥与控制(C&C)、空中交通管制(ATC)、感知和规避(S&A)三种链路。

通信频率

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目前世界上无人机的频谱使用主要集中在 UHF、L 和 C 波段,其他频段也有零散分布。我国工信部无线电管理局初步制定了《无人机系统频率使用事宜》,其中规定:

(1)840.5~845MHz 频段可用于无人机系统的上行遥控链路,其中,841~845MHz也可采用时分方式用于无人机系统的上行遥控和下行遥测信息传输链路。

(2)1430~1446MHz 可用于无人机系统下行遥测与信息传输链路,其中,1430~

1434MHz 频段应优先保证警用无人机和直升机视频传输使用,必要时 1434~1442MHz也可用于警用直升机视频传输。无人机在市区部署时,应使用 1442MHz 以下频段。

(3)2408~2440MHz 频段可用于无人机系统下行链路,该无线电台工作时不得对其他合法无线电业务造成影响,也不能寻求无线电干扰保护。

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机载链路设备

机载链路设备是指无人机上用于通信联络的电子设备,也称机载电台。机载电台一般由发信机、收信机、天线、控制盒和电源等组成。发信机和收信机是电台的主体,一般安装在飞机电子舱或靠近天线处,通过电缆与控制盒连接。

视距内通信的无人机多数安装有全向天线,需要进行超视距通信的无人机一般采用自跟踪抛物面卫通天线。

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地面链路设备

民用通信链路的地面终端硬件一般会被集成到控制站系统中,称作地面电台。部分地面终端会有独立的显示控制界面。

视距内通信链路地面天线采用鞭状天线、八木天线和自跟踪抛物面天线,需要进行超视距通信的控制站还会采用固定卫星通信天线。

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电气系统

无人机电气系统由电源、配电系统和用电设备三个部分组成。其中电源和配电系统的组合称为供电系统。

根据电气系统的位置,无人机电气系统可分为机载电气系统和地面供电系统。

机载电气系统主要由主电源、应急电源、电气设备的控制与保护装置及辅助设备组成。

任务设备

类型

按任务设备用途,可以分为侦查搜索设备、测绘设备、军用专用设备、民用专用设备等。侦搜设备常用的有光电平台、SRA 雷达、激光测距仪等,测绘设备则是测绘雷达、航拍相机等。

重量控制

升力是抵消重力和维持无人机飞行的主要的力,为确保产生的升力足以抵消重力,必须避免无人机的载荷超出制造商的建议重量。

无人机搭载任务设备重量主要受限于载重能力。

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平衡、稳定性和重心

无人机的重心位置对其稳定性和安全性非常重要。重心是一个点,且不是固定的,它的位置取决于重量在无人机上的分布。随着装载对象被移动或者被消耗,重心的位置会发生变化。

无人机的配平主要考虑重心沿纵轴的前后位置。不适当的重心位置会导致无人机出现不稳定状态。

重心相对横轴的参考位置也很重要。当飞机相对于纵轴左右重量不平衡时,可以通过调整副翼配平片或者在飞行时保持持续的副翼控制压力来抵消发生的不平衡状态。然而,这种状态下,飞机的飞行是非线性的,不平衡状态会增加阻力,飞行效率也会降低。

计算装载重量和重心

计算无人机的装载重量和重心的方法主要有计算法、图表法和查表法。

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空中交通管制设备

按照行业相关发展规划,未来在融合空域运行的无人机系统或所有Ⅻ类无人机系统必须安装专用的空中交通管制设备。

先期的无人机专用空中交通管制设备使用和有人机相似的空管雷达信标系统(ATCRBS,Air Traffic Control Radar Beacon System)。这个系统从军用敌我识别系统发展而来,属于二次雷达系统,管制员从二次雷达系统能够知道飞机的编号、高度、方向等信息。未来所有在隔离空域运行的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ和Ⅺ类无人机系统出于成本和载重原因可以不安装专用的空中交通管制设备,但是必须安装由行业协会授权的可以联网、实时监控的自驾系统。

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