2023-07-19
El sistema de enlace es una parte importante de UAVS, su tarea principal es establecer un canal de transmisión de datos bidireccional aire-tierra, que se utiliza para completar el control remoto, la telemetría y la transmisión de información de la misión deUAV por estación de control en tierra. El control remoto realiza la operación remota de drones y equipos de misión, y la telemetría realiza el monitoreo del estado de los drones.
La transmisión de información de la misión transmite el video, la imagen y otra información obtenida por el sensor de la misión aerotransportada a la estación de medición y control a través del canal inalámbrico de enlace descendente, que es la clave para completar la tarea del UAV, y la calidad está directamente relacionada con la capacidad de encontrar e identificar el objetivo.
La parte aérea delEnlace UAV incluyela terminal de datos aerotransportados (ADT) y la antena. Los terminales de datos aerotransportados incluyen un receptor de RF, un transmisor y un módem para conectar el receptor y el transmisor al resto del sistema. Algunos terminales de datos aerotransportados también proporcionan procesadores para comprimir datos para cumplir con las limitaciones de ancho de banda del enlace descendente. La antena es una antena omnidireccional y, a veces, se requiere una antena direccional con ganancia.
La parte de tierra del enlace también se denomina terminal de datos de tierra (GDT). El terminal incluye una o más antenas, un receptor y transmisor de RF y un módem. Si los datos del sensor se comprimen antes de la transmisión, la terminal de datos terrestre también necesita usar un procesador para reconstruir los datos. El terminal de datos de tierra se puede dividir en varias partes, que generalmente incluyen una conexión de datos local que conecta la antena de tierra y la estación de control de tierra, y varios procesadores e interfaces en la estación de control de tierra.
Para los vehículos aéreos no tripulados de larga duración, para superar la influencia de factores como el bloqueo del terreno, la curvatura de la tierra y la absorción atmosférica, y extender la distancia de acción de los enlaces, el relé es una forma común. Cuando se adopta la comunicación de retransmisión, la plataforma de retransmisión y el equipo de reenvío correspondiente también son uno de los componentes del sistema de enlace UAV. La distancia operativa entre el dron y la estación terrestre está determinada por la línea de visión del radio.
En el proceso de transmisión de datos tierra-aire de UAV, las señales inalámbricas se verán afectadas por factores como el terreno, los objetos terrestres y la atmósfera, lo que resultará en la reflexión, dispersión y difracción de las ondas de radio, formando una propagación de trayectos múltiples, y el canal será interferido por varios ruidos, lo que resultará en una disminución de la calidad de la transmisión de datos.
En la comunicación de medición y control, el impacto de los canales de transmisión inalámbricos varía con las diferentes bandas de frecuencia operativas, por lo que es necesario comprender las principales bandas de frecuencia utilizadas por la medición y el control de UAV. El rango de frecuencia portadora del enlace de medición y control de UAV es muy amplio. El equipo de banda baja tiene un costo más bajo y puede acomodar un número limitado de canales y una tasa de transmisión de datos, mientras que el equipo de banda alta tiene un costo más alto y puede acomodar una mayor cantidad de canales y una tasa de transmisión de datos más alta.
La banda de frecuencia principal para la aplicación del enlace UAV es microondas (300 MHz ~ 3000 GHz), porque el enlace de microondas tiene un mayor ancho de banda disponible, puede transmitir imágenes de video y el alto ancho de banda y la antena de alta ganancia que utiliza tienen un buen rendimiento antiinterferencias. Diferentes bandas de microondas son adecuadas para diferentes tipos de enlaces.
En términos generales, las bandas VHF, UHF, L y S son más adecuadas para enlaces de línea de visión de UAV de corto alcance y bajo costo; Las bandas X y Ku son adecuadas para enlaces de línea de vista y enlaces de retransmisión aérea de vehículos aéreos no tripulados de medio y largo alcance; Las bandas Ku y Ka son adecuadas para enlaces de retransmisión por satélite de medio y largo alcance.
Si se considera la interferencia a los enlaces de vehículos aéreos no tripulados (UAV), se debe considerar el objeto de interferencia. El dron tiene un enlace de control desde la estación de control al dron, también llamado enlace ascendente; También tiene un enlace de datos desde el dron a la estación de control, también conocido como enlace descendente.
El enlace de control es un enlace ascendente, por lo que el objetivo de interferencia del bloqueador es el UAV. El escenario de interferencia se muestra en la siguiente figura y se dan algunas suposiciones de parámetros generales: la ganancia de la antena de mariposa de la estación de control es de 20 dBi, el aislamiento del lóbulo lateral es de 15 dB y la potencia del transmisor es de 1 W. El UAV está a 20 km de la estación terrestre y la ganancia de la antena de látigo del UAV es de 3 dBi.