测控站设备 终 上行发射机 操纵器 端 处 监视 理 记录 机 下行接收机 机载设备 上行接收机 终 端 处 理 下行发射机 遥控指令 遥测参数 视频信号
机 图4－5 视频与遥测共信道无人机数据链
机载设备
上行接收机 终 端 处 理 视频信号 机 遥控指令 遥测参数
双工器 测控站设备 下行发射机 终 端 处 理 机 上行发射机 操纵器 监视 记录
双工器 下行接收机 伺服 图4－6 测控站天线数字引导跟踪的无人机数据链
机载设
备 上行接收机
双工器 测控站设 操纵器 备 上行发射机 下行发射机 双工器 终 端 下行接收机 处 理 监视 跟踪接收机 机 记录 伺服
图4－7 测控站天线自跟踪的无人机数据链
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终 端 处 理 机 遥控指令 遥测参数 视频信号
1.2.3 余度系统
为了提高系统的任务可靠性，可以考虑增加无线信道的余度。采用不同载波频率的多余度无线信道，还可以实现频率分集，有利于克服多径影响。但是，增加无线信道的余度会使系统变的复杂和庞大。由于遥控信道的可靠性是最受关注的，因此遥控信道双余度往往是一种较好的方案。遥控信道双余度就是增设一个遥控备用信道。一般备用信道采用频率较低的频段和较宽波束的天线(往往是全向天线)，甚至采用不同的调制体制。图4－8表示了在图4－7基础上增加遥控备用信道的无人机数据链。
机载设备 副上行接收机 双工器 主上行接收机 测控站设备 下行发射机 副上行发射机 终 主上行发射机 操纵器 端 处 双工器 理 下行接收机 机 监视 跟踪接收机 记录 伺 服 图4－8 遥控双余度的无人机数据链
终 遥控指令 端 遥测参数 处 视频信号 理 机 1.2.4 地面中继系统
地面中继方式主要用于克服地形阻挡。如图4－9所示，当地面
测控站与无人机之间由于地形阻挡而不能实现无线电通视时，可在与
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无人机和地面测控站都能通视的地方设置一个地面中继站，实现地面中继测控与信息传输。
地面中继无人机数据链由机载设备、地面中继设备和地面测控站设备组成。地面测控站与地面中继站之间的数据链路，可以与地空视距链路共用(但有工作频率区分)，也可以单独设置中继专用链路。图4－10和图4－11分别表示了这两种系统的组成。当无人机在地面测控站视距范围内，采用地空视距链路可以直接实现无人机测控与信息传输。当无人机在地面测控站视距范围以外时，则要通过地面中继站中继。由于中继站设置在地面，一般不考虑采用无人值守的中继转发站，因此中继站除了起中继转发作用外，也是一个地面测控站。中继站可以与地面测控站相同规模，也可以是具有更好机动性的小型站，便于布置在地形较高的位置。地面中继站设备实际上是在一个地面测控站上增配中继收发设备。测控站的定向天线一般带有一定高度的升降杆(以便保证足够的中继视距)，可以采用手动调节指向，保证两站之间天线互相对准。
ADT DGDT GD图1－9 地面中继无人机数据链
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机载设备
上行接收机 双工器 终端下行发射机 处理遥控指令 遥测参数 视频信号 操纵器 监视 记录 操纵器 监视 记录 上行发射机 终 双工端 下行接收机 器 处 理 跟踪接收机 机 伺服 地面测控站设备 操纵器 上行接收双工器 下行发射监视 记录 上行发射机 终 双工端 下行接收机 器 处 理 跟踪接收机 机 伺服 地面中继站设备 图4－10 采用共用链路的地面中继无人机数据链
机载设
双工器 下行发射机 地面测控站设备 上行发射终 双工端 下行接收机 器 处 理 跟踪接收机 机 伺服 双工下行接收机 器 上行发射 上行发射上行接收终 双工端 下行接收机 器 双工处 器下行发射 转发理 跟踪接收机 机 监视 伺服 记录 地面中继站设备 操纵器 上行接收机 终 遥控指令 端 遥测参数 处 理 视频信号 图4－11 采用专用链路的地面中继无人机数据链
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1.2.5 空中中继系统
空中中继方式也可以用于克服地形阻挡，但更多的是用于延伸作用距离。如图4－12所示，当地面测控站与无人机之间由于地形阻挡或距离太远而不能实现无线电通视时，可在与无人机和地面测控站都能通视的空中平台上设置一个中继站，实现空中中继测控与信息传输。可以用作空中中继平台的有无人机、有人机、飞艇、气球等。
空中中继无人机数据链由机载设备、空中中继设备和测控站设备组成。根据空中中继平台所需测控方式不同，空中中继无人机测控与信息传输系统可以分成两类。图4－13、图4－14分别表示了这两类系统的组成。
图4－13表示的系统中，空中中继平台上配置的设备实际上是一个双向转发器，起变频转发作用。空中中继平台本身有另外专门的测控系统，或因为中继平台是有人驾驶飞行器，不需要测控系统。
图4－14表示的系统中，空中中继平台一般是与任务无人机同类的无人机，中继无人机上配备的设备实际上是两部分组成。一部分是与任务无人机上设备相同功能的机载数据终端，它完成与测控站的双向数据传输，实现对中继无人机的测控与信息传输；另一部分是与测控站数据终端相同功能的中继设备，它完成与任务无人机的双向数据传输，实现对任务无人机的测控与信息传输。为了保证中继机与任务机之间的传输距离，中继机与任务机之间的双向数据传输必须采用定向天线。定向天线的跟踪一般可以采用数字引导方式(依靠机上导航定位数据，保证互相对准)，有时也可以采用自跟踪方式。
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现代无人机系统设计(讲义)
