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飛行器通信鏈路關(guān)鍵技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030706799
- 條形碼：9787030706799 ; 978-7-03-070679-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
飛行器通信鏈路關(guān)鍵技術(shù) 內(nèi)容簡介
通信鏈路是無人機(jī)和導(dǎo)彈等飛行器安全飛行、完成任務(wù)的重要保障和重要功能，是飛行器測控通信的熱點(diǎn)和難點(diǎn)技術(shù)之一。本書針對飛行器高效、可靠通信這個重要現(xiàn)實問題，凝練多年飛行器通信理論研究與工程實踐成果，首先探討飛行器通信鏈路總體設(shè)計問題，包括系統(tǒng)設(shè)計、信道分析、高速率/抗干擾通信體制等。然后逐項深入分析飛行器通信鏈路關(guān)鍵技術(shù)，包括高效調(diào)制解調(diào)、高動態(tài)同步、信道均衡等。主要內(nèi)容包括飛行器通信鏈路概述、飛行器高速率通信體制、飛行器抗干擾通信體制、飛行器通信鏈高效調(diào)制解調(diào)技術(shù)、飛行器通信鏈路信號同步技術(shù)、飛行器通信鏈路自適應(yīng)均衡技術(shù)。本書系統(tǒng)性、創(chuàng)新性強(qiáng)，既具有一定理論深度，又具備一定的工程實用價值。 本書可作為信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的高年級本科生及相關(guān)專業(yè)碩士研究生、博士研究生的教學(xué)用書或參考書，也可為測控通信、信號處理等領(lǐng)域的技術(shù)和科研人員提供參考。
飛行器通信鏈路關(guān)鍵技術(shù) 目錄
目錄Contents
前言
第1章 飛行器通信鏈路概述 1
1.1 飛行器通信鏈路需求 1
1.1.1 功能需求 1
1.1.2 性能需求 2
1.2 飛行器通信鏈路系統(tǒng) 4
1.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 4
1.2.2 前向鏈路設(shè)計 7
1.2.3 返向鏈路設(shè)計 9
1.3 飛行器通信鏈路信道 11
1.3.1 信道對飛行器通信的影響 11
1.3.2 飛行器通信鏈路信道模型 13
第2章 飛行器高速率通信體制 19
2.1 高速率通信體制優(yōu)選分析 19
2.1.1 OFDM 19
2.1.2 SCFDE 20
2.1.3 OFDM和SCFDE的對偶等價關(guān)系 21
2.2 基于SCFDE的飛行器通信鏈路系統(tǒng)設(shè)計 21
2.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 21
2.2.2 典型指標(biāo) 22
2.3 基于SCFDE的飛行器通信鏈路幀結(jié)構(gòu)設(shè)計 23
2.3.1 特殊字的選取 23
2.3.2 幀格式設(shè)計 25
2.3.3 前導(dǎo)塊設(shè)計 25
2.3.4 數(shù)據(jù)塊設(shè)計 26
2.3.5 特殊字設(shè)計 27
2.4 基于SCFDE的飛行器通信鏈路頻域均衡設(shè)計 28
2.4.1 時頻混合域判決反饋均衡 28
2.4.2 基于RLS跟蹤算法的改進(jìn)時頻混合域聯(lián)合判決反饋均衡 29
2.4.3 改進(jìn)算法仿真 33
2.5 基于SCFDE的飛行器通信鏈路頻域均衡實現(xiàn) 35
2.5.1 FPGA實現(xiàn)結(jié)構(gòu) 36
2.5.2 關(guān)鍵參數(shù)的FPGA優(yōu)化實現(xiàn) 36
2.5.3 信道估計算法實現(xiàn) 37
2.5.4 頻域均衡算法實現(xiàn) 40
2.5.5 信道跟蹤算法實現(xiàn) 41
2.6 基于SCFDE的飛行器通信鏈路關(guān)鍵模塊測試 44
2.6.1 信道估計性能測試 44
2.6.2 系統(tǒng)誤碼率性能測試 47
第3章 飛行器抗干擾通信體制 48
3.1 抗干擾通信體制優(yōu)選分析 48
3.1.1 多進(jìn)制直接擴(kuò)頻的由來 48
3.1.2 直接序列擴(kuò)頻問題分析 48
3.1.3 多進(jìn)制直接擴(kuò)頻的基本原理 49
3.1.4 多進(jìn)制直接擴(kuò)頻與直接序列擴(kuò)頻的比較 50
3.2 飛行器多進(jìn)制直接擴(kuò)頻通信鏈路系統(tǒng)模型 51
3.2.1 編碼模型 51
3.2.2 發(fā)送端模型 53
3.2.3 接收端模型 54
3.2.4 仿真分析 56
3.3 飛行器多進(jìn)制直接擴(kuò)頻通信鏈路快速捕獲技術(shù) 57
3.3.1 快捕概述 57
3.3.2 快捕建模 58
3.3.3 快捕方法 65
3.4 飛行器多進(jìn)制直接擴(kuò)頻通信鏈路關(guān)鍵模塊設(shè)計 85
3.4.1 系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計 85
3.4.2 發(fā)送端設(shè)計 86
3.4.3 接收端設(shè)計 88
第4章 飛行器通信鏈路高效調(diào)制解調(diào)技術(shù) 96
4.1 通用調(diào)制解調(diào)技術(shù) 96
4.1.1 通用調(diào)制解調(diào)模型 96
4.1.2 通用調(diào)制技術(shù)實現(xiàn) 98
4.1.3 通用解調(diào)技術(shù)實現(xiàn) 103
4.2 QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù) 111
4.2.1 QAM調(diào)制與解調(diào)基本原理 111
4.2.2 M元PSK與QAM錯誤概率分析 113
4.2.3 QAM實現(xiàn) 123
4.3 APSK調(diào)制解調(diào)技術(shù) 131
4.3.1 高階調(diào)制方式性能分析 131
4.3.2 APSK調(diào)制解調(diào)原理 140
4.3.3 APSK調(diào)制解調(diào)實現(xiàn) 141
第5章 飛行器通信鏈路信號同步技術(shù) 150
5.1 同步誤差對系統(tǒng)的影響 150
5.1.1 定時誤差對系統(tǒng)的影響 150
5.1.2 頻率誤差對系統(tǒng)的影響 151
5.2 時間同步 154
5.2.1 信號到達(dá)檢測 154
5.2.2 數(shù)據(jù)塊同步算法 159
5.2.3 位同步算法 166
5.3 頻率同步 179
5.3.1 頻偏捕獲方法 179
5.3.2 頻偏跟蹤算法 184
5.3.3 頻率同步方法抗多普勒頻偏性能分析 189
5.4 高動態(tài)同步 190
5.4.1 總體結(jié)構(gòu)和流程 191
5.4.2 各分模塊設(shè)計 192
5.4.3 結(jié)果驗證 195
5.5 同步算法硬件實現(xiàn)與驗證 196
5.5.1 總體同步方案 196
5.5.2 信號檢測模塊 198
5.5.3 數(shù)據(jù)塊同步模塊 201
5.5.4 定時跟蹤模塊 204
5.5.5 頻偏估計模塊 209
第6章 飛行器通信鏈路自適應(yīng)均衡技術(shù) 214
6.1 快速橫向濾波算法 214
6.1.1 基本FTF算法 214
6.1.2 穩(wěn)定FTF算法 218
6.2 混合自適應(yīng)均衡算法 219
6.2.1 FTF+DDLMS算法 219
6.2.2 FTF+CMA 222
6.2.3 FTF+CMA＋DDLMS算法 226
6.3 系統(tǒng)仿真驗證 227
參考文獻(xiàn) 232
前言
第1章 飛行器通信鏈路概述 1
1.1 飛行器通信鏈路需求 1
1.1.1 功能需求 1
1.1.2 性能需求 2
1.2 飛行器通信鏈路系統(tǒng) 4
1.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 4
1.2.2 前向鏈路設(shè)計 7
1.2.3 返向鏈路設(shè)計 9
1.3 飛行器通信鏈路信道 11
1.3.1 信道對飛行器通信的影響 11
1.3.2 飛行器通信鏈路信道模型 13
第2章 飛行器高速率通信體制 19
2.1 高速率通信體制優(yōu)選分析 19
2.1.1 OFDM 19
2.1.2 SCFDE 20
2.1.3 OFDM和SCFDE的對偶等價關(guān)系 21
2.2 基于SCFDE的飛行器通信鏈路系統(tǒng)設(shè)計 21
2.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 21
2.2.2 典型指標(biāo) 22
2.3 基于SCFDE的飛行器通信鏈路幀結(jié)構(gòu)設(shè)計 23
2.3.1 特殊字的選取 23
2.3.2 幀格式設(shè)計 25
2.3.3 前導(dǎo)塊設(shè)計 25
2.3.4 數(shù)據(jù)塊設(shè)計 26
2.3.5 特殊字設(shè)計 27
2.4 基于SCFDE的飛行器通信鏈路頻域均衡設(shè)計 28
2.4.1 時頻混合域判決反饋均衡 28
2.4.2 基于RLS跟蹤算法的改進(jìn)時頻混合域聯(lián)合判決反饋均衡 29
2.4.3 改進(jìn)算法仿真 33
2.5 基于SCFDE的飛行器通信鏈路頻域均衡實現(xiàn) 35
2.5.1 FPGA實現(xiàn)結(jié)構(gòu) 36
2.5.2 關(guān)鍵參數(shù)的FPGA優(yōu)化實現(xiàn) 36
2.5.3 信道估計算法實現(xiàn) 37
2.5.4 頻域均衡算法實現(xiàn) 40
2.5.5 信道跟蹤算法實現(xiàn) 41
2.6 基于SCFDE的飛行器通信鏈路關(guān)鍵模塊測試 44
2.6.1 信道估計性能測試 44
2.6.2 系統(tǒng)誤碼率性能測試 47
第3章 飛行器抗干擾通信體制 48
3.1 抗干擾通信體制優(yōu)選分析 48
3.1.1 多進(jìn)制直接擴(kuò)頻的由來 48
3.1.2 直接序列擴(kuò)頻問題分析 48
3.1.3 多進(jìn)制直接擴(kuò)頻的基本原理 49
3.1.4 多進(jìn)制直接擴(kuò)頻與直接序列擴(kuò)頻的比較 50
3.2 飛行器多進(jìn)制直接擴(kuò)頻通信鏈路系統(tǒng)模型 51
3.2.1 編碼模型 51
3.2.2 發(fā)送端模型 53
3.2.3 接收端模型 54
3.2.4 仿真分析 56
3.3 飛行器多進(jìn)制直接擴(kuò)頻通信鏈路快速捕獲技術(shù) 57
3.3.1 快捕概述 57
3.3.2 快捕建模 58
3.3.3 快捕方法 65
3.4 飛行器多進(jìn)制直接擴(kuò)頻通信鏈路關(guān)鍵模塊設(shè)計 85
3.4.1 系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計 85
3.4.2 發(fā)送端設(shè)計 86
3.4.3 接收端設(shè)計 88
第4章 飛行器通信鏈路高效調(diào)制解調(diào)技術(shù) 96
4.1 通用調(diào)制解調(diào)技術(shù) 96
4.1.1 通用調(diào)制解調(diào)模型 96
4.1.2 通用調(diào)制技術(shù)實現(xiàn) 98
4.1.3 通用解調(diào)技術(shù)實現(xiàn) 103
4.2 QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù) 111
4.2.1 QAM調(diào)制與解調(diào)基本原理 111
4.2.2 M元PSK與QAM錯誤概率分析 113
4.2.3 QAM實現(xiàn) 123
4.3 APSK調(diào)制解調(diào)技術(shù) 131
4.3.1 高階調(diào)制方式性能分析 131
4.3.2 APSK調(diào)制解調(diào)原理 140
4.3.3 APSK調(diào)制解調(diào)實現(xiàn) 141
第5章 飛行器通信鏈路信號同步技術(shù) 150
5.1 同步誤差對系統(tǒng)的影響 150
5.1.1 定時誤差對系統(tǒng)的影響 150
5.1.2 頻率誤差對系統(tǒng)的影響 151
5.2 時間同步 154
5.2.1 信號到達(dá)檢測 154
5.2.2 數(shù)據(jù)塊同步算法 159
5.2.3 位同步算法 166
5.3 頻率同步 179
5.3.1 頻偏捕獲方法 179
5.3.2 頻偏跟蹤算法 184
5.3.3 頻率同步方法抗多普勒頻偏性能分析 189
5.4 高動態(tài)同步 190
5.4.1 總體結(jié)構(gòu)和流程 191
5.4.2 各分模塊設(shè)計 192
5.4.3 結(jié)果驗證 195
5.5 同步算法硬件實現(xiàn)與驗證 196
5.5.1 總體同步方案 196
5.5.2 信號檢測模塊 198
5.5.3 數(shù)據(jù)塊同步模塊 201
5.5.4 定時跟蹤模塊 204
5.5.5 頻偏估計模塊 209
第6章 飛行器通信鏈路自適應(yīng)均衡技術(shù) 214
6.1 快速橫向濾波算法 214
6.1.1 基本FTF算法 214
6.1.2 穩(wěn)定FTF算法 218
6.2 混合自適應(yīng)均衡算法 219
6.2.1 FTF+DDLMS算法 219
6.2.2 FTF+CMA 222
6.2.3 FTF+CMA＋DDLMS算法 226
6.3 系統(tǒng)仿真驗證 227
參考文獻(xiàn) 232
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飛行器通信鏈路關(guān)鍵技術(shù) 節(jié)選
第1章 飛行器通信鏈路概述 1.1 飛行器通信鏈路需求 1.1.1 功能需求 無人機(jī)、飛艇、導(dǎo)彈等飛行器在軍、民諸多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。按飛行器的飛行高度分類，包括飛行高度大于300km的航天器，如衛(wèi)星、載人飛船、深空探測器、彈道導(dǎo)彈等；還有飛行高度為20～100km的臨近空間飛行器，如再入滑翔飛行器、高超聲速巡航導(dǎo)彈、浮空飛艇等；第三類是飛行高度低于18km航空器，如無人機(jī)、巡航導(dǎo)彈、火箭彈等。本書重點(diǎn)以無人機(jī)、巡航導(dǎo)彈等航空器為例探討飛行器通信鏈路關(guān)鍵技術(shù)問題。 飛行器與地面之間的無線通信鏈路是決定其能否完成任務(wù)的重要支持和保障。飛行器通信鏈路的傳輸內(nèi)容主要包括四類： 遙控指令、航跡數(shù)據(jù)、遙測信息、載荷數(shù)據(jù)。 1. 遙控指令 遙控指令是指地面站利用前向通信鏈路將控制指令傳送到飛行器，控制其完成規(guī)定的動作，如控制飛行器改變飛行速度、方向調(diào)整、姿態(tài)調(diào)整、載荷開關(guān)機(jī)，等等。 2. 航跡數(shù)據(jù) 航跡數(shù)據(jù)是一組按時間點(diǎn)規(guī)定飛行器運(yùn)動軌跡的數(shù)據(jù)，由地面站規(guī)劃生成并通過前向通信鏈路注入飛行器，使飛行器按照預(yù)定路線飛行。 3. 遙測信息 遙測信息是指對飛行器上的待測參數(shù)進(jìn)行檢測，如飛行器的艙內(nèi)溫度、壓力、濕度、電池電量、飛行速度、定位信息、飛行姿態(tài)、故障信息等，并將測量結(jié)果通過返向通信鏈路傳輸?shù)降孛嬲具M(jìn)行記錄、顯示和處理。遙測數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康氖潜ＷC地面的飛行器操控、管控人員及時掌握飛行器的健康狀態(tài)、工作狀態(tài)、位置信息、姿態(tài)信息。 4. 載荷數(shù)據(jù) 在業(yè)內(nèi)，載荷數(shù)據(jù)傳輸通常簡稱為“數(shù)傳”，通過返向通信鏈路傳輸。傳輸?shù)膬?nèi)容通常包括遙感載荷的遙感圖像信息、環(huán)境載荷的環(huán)境監(jiān)測信息，以及視頻聲音等音像信息。 1.1.2 性能需求 隨著戰(zhàn)場作戰(zhàn)樣式、工業(yè)生產(chǎn)方式、人們生活方式的變遷，飛行器的任務(wù)也發(fā)生著巨大的變化。軍用方面，飛行器作戰(zhàn)任務(wù)趨于多樣化、攻防對抗更加激烈、目標(biāo)種類更加繁多、作戰(zhàn)空間日益廣闊；民用方面，飛行器已深入工業(yè)生產(chǎn)、搶險救災(zāi)、通信服務(wù)、娛樂活動等方方面面，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變，覆蓋區(qū)域愈發(fā)廣闊，飛行器數(shù)量與日俱增。這些任務(wù)需求使得地面與飛行器之間的通信距離不斷擴(kuò)大、用戶節(jié)點(diǎn)數(shù)量不斷增加、通信數(shù)據(jù)速率不斷提升、飛行器機(jī)動性不斷提高、通信環(huán)境日益惡劣。這些發(fā)展趨勢對飛行器通信鏈路提出了更高的要求，具體表現(xiàn)在如下幾個方面。 （1） 多用戶需求。傳統(tǒng)的“單兵”作戰(zhàn)已不能滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭的要求，單一武器的打擊效果遠(yuǎn)不如群體組成的體系聯(lián)合作戰(zhàn)效果好，多個武器系統(tǒng)鉸鏈、組網(wǎng)后形成的協(xié)同作戰(zhàn)和群擊應(yīng)用更為有效。較多數(shù)量的飛行器可以通過組網(wǎng)形成機(jī)群編隊，利用暢通的信息共享機(jī)制和高效的協(xié)同運(yùn)行策略提高整個編隊的任務(wù)成功率和效率。例如，無人機(jī)群編隊的地面站負(fù)責(zé)機(jī)群任務(wù)的預(yù)先或?qū)崟r規(guī)劃與分配，使得整個機(jī)群編隊以協(xié)作的方式完成復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的高概率突防、協(xié)同偵察、飽和攻擊等任務(wù)。 （2） 大容量需求。當(dāng)前，場態(tài)勢感知、作戰(zhàn)決策、打擊實施、打擊效果評估等每一個作戰(zhàn)環(huán)節(jié)中對于作戰(zhàn)信息和數(shù)據(jù)交換等需求都出現(xiàn)了前所未有的增長趨勢，尤其是在群體、精確打擊模式下，對圖像、態(tài)勢等信息的傳輸容量提出了更高的要求，不僅要求飛行器獲取的高質(zhì)量圖像能夠通過返向鏈路實時回傳地面站，輔助其完成決策，而且要求對面站將含有目標(biāo)指示信息的圖像通過前向鏈路實時傳輸至飛行器，供其進(jìn)行目標(biāo)匹配、地形匹配、自主決策等。 （3） 抗干擾需求。日益惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境對飛行器通信鏈路的抗干擾能力提出了越來越高的要求： 一方面，要求控制指令通過前向鏈路可靠地傳輸至飛行器；另一方面，也要求飛行器的重要狀態(tài)信息能夠通過返向鏈路可靠地回傳至地面站。需要從天線波束成形控制、通信體制優(yōu)選與改進(jìn)、工作模式和抗干擾策略優(yōu)化等多個方面來提升飛行器通信終端抗干擾能力。當(dāng)前，對于重要的控制指令和關(guān)鍵的用戶狀態(tài)信息，普遍采用擴(kuò)頻通信這樣一種公認(rèn)的抗干擾體制進(jìn)行傳輸。然而，由于擴(kuò)頻增益與數(shù)據(jù)速率之間的矛盾，擴(kuò)頻傳輸會帶來一定帶寬條件下的數(shù)據(jù)速率受限問題。在較低的數(shù)據(jù)速率下，往往能夠獲得較高的擴(kuò)頻因子，但在傳輸高質(zhì)量圖像信息時，卻不能獲得足夠的抗干擾能力。因此，飛行器通信鏈路中的圖像傳輸一般不采用擴(kuò)頻方式，而更多傾向于采用高效通信體制和高階調(diào)制方式。 （4） 資源分配靈活性需求。多樣、多變的戰(zhàn)場態(tài)勢和作戰(zhàn)任務(wù)帶來了飛行器編隊規(guī)模、群組模式、信息傳輸需求的多樣化。執(zhí)行不同任務(wù)時，飛行器所需要的信道資源不同；每個飛行器在不同時間段需要通信的信息種類也有變化。一般來說，編隊中的主飛行器承擔(dān)著自主任務(wù)規(guī)劃、協(xié)同控制、信息采集、圖像傳輸?shù)戎匾蝿?wù)，需要申請較多的信道資源，以傳輸較大容量的信息。而其他從飛行器則只需占用較少的信道資源，用于傳輸控制指令和用戶狀態(tài)等低速信息。但是，主飛行器一旦被毀或失效，就需要其他某個從飛行器及時提升級別，接替主飛行器的任務(wù)，這就要求整個系統(tǒng)具備信道資源的動態(tài)、實時、靈活分配能力。另外，不同的信息種類往往采用不同的通信體制進(jìn)行傳輸，例如，關(guān)鍵的指令、重要的狀態(tài)一般采用擴(kuò)頻的方式傳輸，而圖像信息則普遍采用非擴(kuò)頻方式傳輸，這些傳輸方式對信道資源的需求也是不同的。 （5） 高動態(tài)需求。未來戰(zhàn)場態(tài)勢復(fù)雜多變，要求各類作戰(zhàn)單元都具備快速反應(yīng)和敏捷作戰(zhàn)能力，從而可靠地完成對時敏目標(biāo)的遠(yuǎn)程、快速、精確偵察或打擊。以高超聲速巡航導(dǎo)彈打擊敵方導(dǎo)彈機(jī)動發(fā)射陣地為例，一旦對方發(fā)射導(dǎo)彈，就可利用導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星偵察的發(fā)射地點(diǎn)引導(dǎo)高超聲速巡航導(dǎo)彈，在其撤收之前完成打擊，以消除其二次打擊能力。當(dāng)前，普通巡航導(dǎo)彈速度可達(dá)到亞聲速級，而高超聲速巡航導(dǎo)彈則可達(dá)Ma5甚至更高。例如，美國某高超聲速巡航導(dǎo)彈的飛行速度可達(dá)Ma5～8，飛行高度可達(dá)27km。根據(jù)巡航導(dǎo)彈的飛行特點(diǎn)，除了飛行速度，還需考慮一定的加速度。巡航導(dǎo)彈機(jī)動能力越強(qiáng)，彈載通信終端在高動態(tài)條件下精確、穩(wěn)定同步的難度就越高。 1.2 飛行器通信鏈路系統(tǒng) 1.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 以遙感無人機(jī)為例，飛行器通信鏈路系統(tǒng)構(gòu)成和原理框圖分別如圖1.1和圖1.2所示，由機(jī)載通信設(shè)備和地面通信設(shè)備組成。機(jī)載通信設(shè)備包括前向接收設(shè)備和返向發(fā)射設(shè)備，其中機(jī)載前向接收設(shè)備包括遙控/航跡接收模塊、遙控/航跡接收天線，與地面的遙控器、遙控發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線共同組成前向通信鏈路，用于遙控指令、航跡信息傳輸；機(jī)載返向發(fā)射設(shè)備包括圖像/遙測發(fā)射模塊、圖像/遙測發(fā)射天線，與攝像機(jī)、圖像處理模塊、機(jī)載各類傳感器、地面遙測接收機(jī)和接收天線、基帶信號解調(diào)器共同組成返向通信鏈路。通信射頻和數(shù)字處理電路的集成度越來越高，機(jī)載前向接收設(shè)備和返向發(fā)射設(shè)備可以采用一體化設(shè)計，共用一副天線。地面通信設(shè)備包括前向遙控/航跡發(fā)射通道、返向圖像/遙測接收通道、地面控制站等，集成了通信電路、主控計算機(jī)、鍵盤鼠標(biāo)、顯示終端等模塊，提供人機(jī)操作界面，完成前向遙控指令及航跡規(guī)劃數(shù)據(jù)的控制與預(yù)處理，接收并顯示返向圖像/遙測通道的數(shù)據(jù)，實時存儲圖像/遙測數(shù)據(jù)，是全系統(tǒng)的操作和顯示終端。 圖1.1 飛行器通信鏈路系統(tǒng)構(gòu)成 圖1.2 飛行器通信鏈路原理框圖LNA表示局域網(wǎng)；AGC表示自動增益控制 1. 機(jī)載通信設(shè)備 機(jī)載通信設(shè)備包括機(jī)載前向接收設(shè)備和機(jī)載返向發(fā)射設(shè)備。 1） 機(jī)載前向接收設(shè)備 機(jī)載前向接收設(shè)備包括遙控/航跡接收模塊、遙控/航跡接收天線。機(jī)載遙控/航跡接收天線接收地面的遙控/航跡發(fā)射機(jī)的射頻信號，傳送到機(jī)載遙控/航跡接收模塊，經(jīng)高頻放大、混頻、自動增益控制、基帶解擴(kuò)解調(diào)后輸出遙控指令數(shù)據(jù)流和航跡規(guī)劃數(shù)據(jù)流，傳送到導(dǎo)航制導(dǎo)與控制分系統(tǒng)完成遙控數(shù)據(jù)處理；機(jī)載遙控/航跡接收天線一般為螺旋圓極化全向天線，保證在任何飛行方向、姿態(tài)條件下均能穩(wěn)定接收地面發(fā)射的遙控/航跡前向信號，可選擇安裝在機(jī)體前部。 2） 機(jī)載返向發(fā)射設(shè)備 機(jī)載返向發(fā)射設(shè)備包括圖像/遙測發(fā)射模塊、圖像/遙測發(fā)射天線。圖像/遙測發(fā)射模塊對機(jī)載任務(wù)設(shè)備獲得的圖像信號進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼壓縮，壓縮后的數(shù)據(jù)和導(dǎo)航制導(dǎo)與控制分系統(tǒng)送來的遙測信息進(jìn)行復(fù)接，經(jīng)調(diào)制和功率放大（簡稱攻放）后，由圖像/遙測發(fā)射天線發(fā)射至地面。圖像/遙測發(fā)射天線一般為螺旋圓極化全向天線，保證任何飛行方向、姿態(tài)條件下均能將返向信號發(fā)回地面站，可選擇安裝在機(jī)體垂尾上。 2. 地面通信設(shè)備 按照功能，地面通信設(shè)備可分為前向遙控/航跡發(fā)射通道和返向圖像/遙測接收通道及地面控制站。 1） 前向遙控/航跡發(fā)射通道 前向遙控發(fā)射通道由遙控器、地面監(jiān)控站、遙控/航跡發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線等鏈接而成。 （1） 遙控器。 遙控器是手控飛行指令及任務(wù)設(shè)備操作指令的生成器，通過電纜與地面控制站相連；遙控器發(fā)出的編碼控制指令接到地面控制站，地面控制站通過電纜連接地面遙控/航跡發(fā)射機(jī)模塊，將編碼控制指令通過前向擴(kuò)頻信道發(fā)射出去，控制飛行器飛行或控制任務(wù)設(shè)備。除了分立式遙控器，也可以將遙控器和地面控制站集成為小型一體化設(shè)備。 （2） 遙控/航跡發(fā)射機(jī)。 遙控/航跡發(fā)射機(jī)模塊完成遙控信號的數(shù)字化采集、信道編碼、差分編碼、調(diào)制、功放，主要由基帶模塊、射頻調(diào)制模塊、功放模塊組成。遙控/航跡發(fā)射機(jī)一般結(jié)構(gòu)獨(dú)立，通過電纜分別與天線和地面控制站連接。遙控/航跡發(fā)射天線可采用螺旋圓極化全向天線，保證無線信號覆蓋范圍，也可采用定向平板/八木天線，以提高無線信號發(fā)射增益，但定向天線增益不能設(shè)計得過高，因為會造成天線波束過窄，導(dǎo)致無人機(jī)飛出波束覆蓋區(qū)域。欲進(jìn)一步提高鏈路增益，則需采用閉環(huán)跟蹤能力的天伺饋系統(tǒng)，通過高增益窄波束跟蹤的方式，*大限度地擴(kuò)大作用距離，但系統(tǒng)的復(fù)雜度、成本會升高。 2） 返向圖像/遙測接收通道 返向圖像/遙測接收通道包括遙測接收天線、遙測接收機(jī)等，主要由高頻放大變頻模塊、基帶數(shù)字處理模塊、圖像解碼模塊、接口模塊組成，完成
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