无人机通信链路及频段
通信链路是指通信网络中两个结点之间的物理通道。无人机通信链路主要是指用于无人机系统传输控制、无荷载通信、荷载通信三部分信息的无线电链路。根据国际电联无线电通信部门(ITU-R)M.2171给出的定义,无人机系统通信链路是指控制和无荷载链路。主要包括指挥与控制、空中交通管制、感知与规避三种链路。
无人机通信链路按照连接方法可分为点对点连接和多点连接链路;按照通信方式可分为单向和双向通信链路;按照传输方式可分为上行和下行链路。其中,上行链路是指地面站到无人机的遥控指令的发送和接收;下行链路是指无人机到地面站的遥测数据及红外或电视图像的发送和接收。无人机系统中的通信链路常常称为数据链。民用无人机系统一般使用点对点的双向通信链路。
在无人机地空数据传输过程中,其无线信号会受到地形、地物及大气等因素的影响,引起电波的反射、散射和绕射,形成多径传播,并且信道会受到各种噪声干扰,造成数据传输质量下降。
在测控通信中,无线传输信道的影响随工作频段的不同而不同,因此,首先需要了解无人机测控使用的主要频段。无人机测控链路可选用的载波频率范围很宽。低频段设备成本较低,可容纳的频道数和数输速率有限,而高频段设备成本较高,可容纳较多的频道数和较高的数据传输速率。
无人机链路应用的主要频段为微波(300 MHz~3 000 GHz),因为微波链路有更高的可用带宽,可传输视频画面,它所采用的高带宽和高增益天线抗干扰性能良好。不同的微波波段适用不同的链路类型。
一般来说,VHF、UHF、L和S波段较适合低成本的短程无人机视距链路;X和Ku波段适用中程和远程无人机的视距链路和空中中继链路;Ku和Ka波段适用中远程的卫星中继链路。
常用民用多旋翼无人机通信链路系统频段使用情况见表8-1。
表8-1 常用民用多旋翼无人机通信链路系统频段
续表