2023-07-19
Das Link-System ist ein wichtiger Bestandteil von UAVS. Seine Hauptaufgabe besteht darin, einen bidirektionalen Luft-Boden-Datenübertragungskanal einzurichten, der zur Vervollständigung der Fernsteuerung, Telemetrie und Übertragung von Missionsinformationen verwendet wirdUAVs von der Bodenkontrollstation. Die Fernsteuerung ermöglicht die Fernsteuerung von Drohnen und Missionsausrüstung, und die Telemetrie ermöglicht die Statusüberwachung von Drohnen.
Die Missionsinformationsübertragung überträgt die vom luftgestützten Missionssensor erhaltenen Video-, Bild- und anderen Informationen über den Downlink-Funkkanal an die Mess- und Kontrollstation. Dies ist der Schlüssel zur Erfüllung der Aufgabe des UAV, und die Qualität steht in direktem Zusammenhang mit der Fähigkeit, das Ziel zu finden und zu identifizieren.
Der luftgestützte Teil derUAV-Link beinhaltetdas Airborne Data Terminal (ADT) und die Antenne. Zu den luftgestützten Datenterminals gehören ein HF-Empfänger, ein Sender und ein Modem zur Verbindung des Empfängers und Senders mit dem Rest des Systems. Einige luftgestützte Datenterminals verfügen außerdem über Prozessoren zum Komprimieren von Daten, um die Bandbreitenbeschränkungen des Downlinks zu erfüllen. Die Antenne ist eine Rundstrahlantenne und manchmal ist eine Richtantenne mit Gewinn erforderlich.
Der Erdungsteil der Verbindung wird auch als Erdungsdatenterminal (GDT) bezeichnet. Das Terminal umfasst eine oder mehrere Antennen, einen HF-Empfänger und -Sender sowie ein Modem. Wenn die Sensordaten vor der Übertragung komprimiert werden, muss das Bodendatenterminal auch einen Prozessor zur Rekonstruktion der Daten einsetzen. Das Bodendatenterminal kann in mehrere Teile unterteilt werden, zu denen im Allgemeinen eine lokale Datenverbindung gehört, die die Bodenantenne und die Bodenkontrollstation verbindet, sowie mehrere Prozessoren und Schnittstellen in der Bodenkontrollstation.
Um den Einfluss von Faktoren wie Geländeblockierung, Erdkrümmung und atmosphärischer Absorption zu überwinden und die Aktionsentfernung von Verbindungen zu verlängern, ist bei UAVs mit langer Lebensdauer die Weiterleitung eine gängige Methode. Wenn die Relaiskommunikation übernommen wird, sind die Relaisplattform und die entsprechende Weiterleitungsausrüstung auch eine der Komponenten des UAV-Verbindungssystems. Der Betriebsabstand zwischen der Drohne und der Bodenstation wird durch die Funksichtlinie bestimmt.
Bei der UAV-Boden-Luft-Datenübertragung werden drahtlose Signale durch Faktoren wie Gelände, Bodenobjekte und Atmosphäre beeinflusst, was zur Reflexion, Streuung und Beugung von Funkwellen führt, wodurch eine Mehrwegeausbreitung entsteht, und der Kanal wird durch verschiedene Geräusche gestört, was zu einer Verschlechterung der Datenübertragungsqualität führt.
Bei der Mess- und Steuerungskommunikation variieren die Auswirkungen drahtloser Übertragungskanäle je nach den verschiedenen Betriebsfrequenzbändern. Daher ist es notwendig, die wichtigsten Frequenzbänder zu verstehen, die bei der UAV-Messung und -Steuerung verwendet werden. Der Trägerfrequenzbereich der UAV-Mess- und Steuerverbindung ist sehr breit. Low-Band-Geräte sind kostengünstiger und können eine begrenzte Anzahl von Kanälen und Datenübertragungsraten unterstützen, während High-Band-Geräte teurer sind und eine größere Anzahl von Kanälen und eine höhere Datenübertragungsrate unterstützen können.
Das Hauptfrequenzband für die Anwendung der UAV-Verbindung ist Mikrowellen (300 MHz bis 3000 GHz), da die Mikrowellenverbindung über eine höhere verfügbare Bandbreite verfügt, Videobilder übertragen kann und die von ihr verwendete Antenne mit hoher Bandbreite und hoher Verstärkung eine gute Entstörungsleistung aufweist. Für unterschiedliche Verbindungsarten eignen sich unterschiedliche Mikrowellenbänder.
Im Allgemeinen eignen sich die VHF-, UHF-, L- und S-Bänder besser für kostengünstige UAV-Sichtverbindungen mit kurzer Reichweite; Die X- und Ku-Bänder eignen sich für Sichtverbindungen und Luftrelaisverbindungen von UAVs mittlerer und großer Reichweite; Die Ku- und Ka-Bänder eignen sich für Satelliten-Relay-Verbindungen mittlerer und großer Reichweite.
Wenn eine Störung der Verbindungen unbemannter Luftfahrzeuge (UAV) in Betracht gezogen wird, muss das störende Objekt berücksichtigt werden. Die Drohne verfügt über eine Steuerverbindung von der Kontrollstation zur Drohne, auch Uplink genannt; Es verfügt außerdem über eine Datenverbindung von der Drohne zur Kontrollstation, auch Downlink genannt.
Der Steuerlink ist ein Uplink, das Störziel des Störsenders ist also das UAV. Das Störszenario ist in der folgenden Abbildung dargestellt, und es werden einige allgemeine Parameterannahmen gegeben: Der Schmetterlingsantennengewinn der Kontrollstation beträgt 20 dBi, die Nebenkeulenisolation beträgt 15 dB und die Senderleistung beträgt 1 W. Das UAV ist 20 km von der Bodenstation entfernt und der Antennengewinn des UAV beträgt 3 dBi.