無人機鏈路系統的組成

鏈路系統是無人機系統的重要組成部分，其主要任務是建立一個空地雙向數據傳輸通道，用于完成地面控制站對無人機的遠距離遙控、遙測和任務信息傳輸。遙控實現對無人機和任務設備進行遠距離操作，遙測實現無人機狀態的監測。

任務信息傳輸則通過下行無線信道向測控站傳送由機載任務傳感器所獲取的視頻、圖像等信息，是無人機完成任務的關鍵，質量的好壞直接關系到發現和識別目標的能力。

無人機鏈路系統組成

無人機鏈路的機載部分包括機載數據終端（ADT）和天線。機載數據終端包括RF接收機、發射機以及用于連接接收機和發射機到系統其余部分的調制解調器，有些機載數據終端為了滿足下行鏈路的帶寬限制，還提供了用于壓縮數據的處理器。天線采用全向天線，有時也要求采用具有增益的定向天線。

鏈路的地面部分也稱地面數據終端（GDT）。該終端包括一副或幾副天線、RF接收機和發射機以及調制解調器。若傳感器數據在傳送前經過壓縮，則地面數據終端還需采用處理器對數據進行重建。地面數據終端可以分裝成幾個部分，一般包括一條連接地面天線和地面控制站的本地數據連線 以及地面控制站中的若干處理器和接口。

對于長航時無人機而言，為克服地形阻擋、地球曲率和大氣吸收等因素的影響，并延伸鏈路的作用距離，中繼是一種普遍采用的方式。當采用中繼通信時，中繼平臺和相應的轉發設備也是無人機鏈路系統的組成部分之一。無人機和地面站之間的作用距離是由無線電視距所決定的。

無人機鏈路信道頻段

無人機地空數據傳輸過程中，無線信號會受到地形、地物以及大氣等因素的影響，引起電波的反射、散射和繞射，形成多徑傳播，并且信道會受到各種噪聲干擾，造成數據傳輸質量下降。

在測控通信中，無線傳輸信道的影響隨工作頻段的不同而異，因此首先需要了解無人機測控使用的主要頻段。無人機測控鏈路可選用的載波頻率范圍很寬。低頻段設備成本較低，可容納的頻道數和數輸速率有限，而高頻段設備成本較高，可容納較多的頻道數和較高的數據傳輸速率。

無人機鏈路應用的主要頻段為微波（300MHz~3000GHz），因為微波鏈路有更高的可用帶寬，可傳輸視頻畫面，它所采用的高帶寬和高增益天線抗干擾性能良好。不同的微波波段適用于不同的鏈路類型。

一般來說，VHF，UHF，L和S波段較適合于低成本的短程無人機視距鏈路；X和Ku波段適用于中程和遠程無人機的視距鏈路和空中中繼鏈路；Ku和Ka波段適用于中遠程的衛星中繼鏈路。

如果考慮對無人機(UAV)鏈路的干擾，則需要考慮干擾對象。無人機有一條從控制站到無人機的控制鏈路，也叫上行鏈路；它還有一條從無人機到控制站的數據鏈路，也叫下行鏈路。

對控制鏈路的干擾

控制鏈路是上行鏈路，因此干擾機的干擾目標是無人機，干擾場景如下圖所示，并給出了一些不失一般性的參數假設：控制站的蝶形天線增益為20dBi，旁瓣隔離度為15dB，發射機功率1W；無人機距離地面站20km，無人機的鞭狀天線增益為3dBi。

當干擾機指向無人機時，目標接收機接收到的有用信號的ERPs：

30dBm+20dB=50dBm

上行鏈路損耗：

Ls=32.4+20log(20)+20log(5000)=132.4dB

干擾距離無人機10km，計算出干擾鏈路損耗：

Lj=32.4+20log(10)+20log(5000)=126.4dB

干擾機的EPRj：50dBm+10dB=60dB

這里假設無人機上的接收天線是鞭狀天線，在地面站方向和干擾機方向增益相同，從而可以計算出干信比：

J/S(dB)=ERPj-ERPs-Lj+Ls=16dB

對數據鏈路的干擾

數據鏈路也是下行鏈路，干擾機的干擾目標變為地面站，由于假設地面站采用的是蝶形天線，干擾信號通常從其天線的旁瓣進入，干擾場景如下圖：

此時，有用信號的ERPs=33dBm，鏈路損耗為132.4dB；干擾機的ERPj=60dBm，地面站在干擾機方向的增益要比無人機所在的主瓣增益低15dB，因此為20-15=5dBi，計算干信比：

J/S(dB)=ERPj-Lj+Gj-(ERPs-Ls+Gr)=12dB