[发明专利]一种用于无人机遥测、遥控和数传系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无人机遥测、遥控和数传系统及其方法。

背景技术

无人机具有费效比低、零伤亡和部署灵活等优点，可以帮助甚至是代替人类在很多场景中发挥作用，如灾后的人员搜救、基础设施监察等。无论在民用还是军用领域，无人机均有着广阔的应用和发展前景。

可遥测、遥控、数传的无人机的系统包括空-地双向通信和地-地双向通信两部分，按照传输数据类型进行划分，可分为宽带信号通信和窄带信号通信两种类型，其中宽带信号为无人机侦察图像数据传输业务和无人机遥测业务，窄带信号为手持终端与无人机间遥控通信业务，手持终端与车载终端间通信业务。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发射端功耗低、接收端数据处理精确的用于无人机遥测、遥控和数传系统及其方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于无人机遥测、遥控和数传系统，它包括地空宽带通信模块、地空窄带通信模块和地面间通信模块，所述的地空宽带通信模块用于无人机侦察图像和遥测数据的通信传输，所述的地空窄带通信模块用于无人机和车载终端、无人机和手持设备的遥控数据通信，所述的地面间通信模块用于地面终端之间的通信。

所述的地面间通信模块为基于车载和手持设备的模块，采用ISM频段的工作频率，发生功率为1-2W，通信距离在3000米左右。

所述的地空宽带通信模块包括用于无人机的宽带发射端和用于地面设备的宽带接收端；

所述的宽带发射端包括第一FPGA、DAC、高频滤波电路和宽带射频发射模块，第一FPGA的数字信号输出与DAC连接，第一FPGA的功率控制输出与宽带射频发射模块连接，DAC的输出与高频滤波电路连接，高频滤波电路的输出与宽带射频发射模块连接；

所述的第一FPGA包括交织模块、组帧模块、卷积编码模块、QPSK映射模块、成型滤波模块、DUC模块和功率控制模块，数据源输入交织模块，交织模块的输出与组帧模块连接，组帧模块的输出与卷积编码模块连接，卷积编码模块的输出与QPSK映射模块连接，QPSK映射模块的输出与成型滤波模块连接，成型滤波模块的输出与DUC模块连接，DUC模块的输出与DAC连接，功率控制模块的输出与宽带射频发射模块连接；

所述的宽带接收端包括宽带射频接收模块、中频滤波模块、ADC和第二FPGA，宽带射频接收模块接收来自外部的通信信号以及来自第二FPGA的控制信号，宽带射频接收模块的输出与中频滤波模块连接，中频滤波模块的输出与ADC连接，ADC的输出与第二FPGA连接，第二FPGA的时钟控制输出与ADC连接，第二FPGA的增益控制输出与宽带射频接收模块连接，第二FPGA还通过内部接口输出解调数据；

所述的第二FPGA包括下变频模块、AGC控制模块、小数抽取模块、匹配滤波模块、位同步模块、频偏同步模块、频域均衡模块、译码/判决模块、解交织模块和匀速缓冲模块，下变频模块的输入与ADC连接，下变频模块的输出与AGC控制模块连接，AGC控制模块的增益控制输出与射频接收模块连接，AGC控制模块的调解输出与小数抽取模块连接，小数抽取模块的输出与匹配滤波模块连接，匹配滤波模块的输出与位同步模块连接，位同步模块的输出与频偏同步模块连接，频偏同步模块的输出与频域均衡模块连接，频域均衡模块的输出与译码/判决模块连接，译码/判决模块的输出与解交织模块连接，解交织模块的输出与匀速缓冲模块连接，匀速缓冲模块的输出通过内部接口输出调解增益。

所述的地空窄带通信模块包括用于地面设备的窄带发射端和用于无人机的窄带接收端；所述的窄带接收端和宽带发射端共用同一个FPGA即第一FPGA；所述的窄带发射端和宽带接收端共用同一个FPGA即第二FPGA；

所述的窄带发射端包括第二FPGA、DAC、高频滤波电路和窄带射频发射模块，第二FPGA的数字信号输出与DAC连接，第二FPGA的功率控制输出与窄带射频发射模块连接，DAC的输出与高频滤波电路连接，高频滤波电路的输出与窄带射频发射模块连接；

所述的第二FPGA包括交织模块、组帧模块、卷积编码模块、QPSK映射模块、成型滤波模块、DUC模块和功率控制模块，数据源输入交织模块，交织模块的输出与组帧模块连接，组帧模块的输出与卷积编码模块连接，卷积编码模块的输出与QPSK映射模块连接，QPSK映射模块的输出与成型滤波模块连接，成型滤波模块的输出与DUC模块连接，DUC模块的输出与DAC连接，功率控制模块的输出与窄带射频发射模块连接；