某型无人机数据链连续波电磁辐照效应试验分析

为客观评价无人机数据链的抗电磁干扰能力,以某型无人机数据链系统为研究对象,搭建了无人机连续波辐射电磁效应平台。以“失锁冶效应作为数据链受到干扰的判别依据,对数据链系统开展单频点连续波辐照电磁环境效应试验。通过试验得到了敏感频带以及导致数据链失锁所需干扰信号功率值和在无人机机载天线周围产生的干扰信号辐射场强值,验证了阻塞干扰对无人机数据链通信的影响。同时发现,相比于遥控链路工作频带,干扰信号频率在遥测链路工作频带内更容易引起数据链失锁。通过试验研究,为下一步无人机数据链抗电磁干扰性能的提升打下基础。     

无人机数据链中Turbo码研究与FPGA实现

无人机数据链系统与地面控制站进行的是遥测数据、侦察图像和遥控指令传输,因此高质量的通信是确保无人机数据链发挥效能的关键。针对无人机信道的特点和要求,研究分析了无人机信道的统计模型,重点分析了影响Turbo码性能的一些主要因素,采用硬件描述语言VerilogHDL实现了Turbo码编译码器的FPGA设计。实验结果表明,在纠错能力范围内,该设计方案能够正确纠错并译码,并且具有较高的译码速率,提高了无人机数据链的通信质量和抗干扰性能。     

某型无人机连续波电磁辐照效应研究

为了研究无人机在战场电磁环境下的安全性及可靠性,对无人机壳体的屏蔽效能进行了仿真计算,并在开阔场环境下建立连续波电磁辐照系统,利用连续波电磁辐照系统对无人机整机和通信链路核心部件收发组合进行辐照效应实验。仿真结果表明,在10MHz ~1GHz 连续波作用下,无人机壳体的屏蔽效能较低,为10dB 左右;实验结果表明,在某些频点或频段,无人机会出现通信链路中断的现象,表现为失锁状态,即无人机不能与地面控制站进行有效的数据传输,且不同的辐射场极化方向导致出现失锁现象的电场阈值不同。分析表明,电磁能量进入无人机机体内部产生干扰的主要耦合途径为无人机天线和无人机壳体的透射。     

无人机动态数据链路电磁辐射效应试验

数据链路的电磁安全性成为制约无人机发展的突出问题,为提高无人机数据链的电磁环境适应能力,根据数据链路电磁敏感度随飞行状态变化的特点,设计并开展了动态数据链路连续波电磁辐射效应试验。结果表明：数据链工作信号强度影响系统的电磁敏感度。无人机常规工作状态下,带内干扰辐射场强阈值低于1 V/m,对应的自动增益控制(AGC)电压最大,达到190 V;此时,带内干扰容错能力强,误码随干扰功率增加而变大的趋势相对明显;最大规定误码阈值条件下,上行控制链路仍能正常工作。邻频干扰条件下,电磁干扰场强阈值随频偏增加而变大,对应的AGC电压相对减小;误码随干扰功率增大过程被压缩,数据链突发失锁效应。     

参考信号耦合有用信号对干扰对消系统的影响及其抑制

分析了参考信号耦合有用信号时,实际自适应干扰对消系统的时域特性。分析表明,参考信号含有用信号导致系统时变,改变系统的最佳权值,使系统的干扰对消效果下降,并对有用信号的接收产生影响。根据实际共平台通信系统的收发耦合特性,从时域角度分析得到系统干扰对消比和有用对消比的计算表达式,并得到干扰对消比和有用对消比随相对时延相位变化的规律。提出一种时延匹配方法,通过匹配参考信号提取点至正交功分器输出与接收天线至合成信号注入点间的时延,可以有效抑制参考信号耦合有用信号导致干扰对消效果下降的问题。仿真结果表明,所提出的时延匹配方法能消除有用信号对干扰对消比的影响,还能提高干扰对消效果。     

一种民用小型无人机的射频指纹识别方法

随着民用无人机的普及,无人机"黑飞"事件频频发生,给公共安全带来极大隐患.为了实现对"黑飞"无人机的有效监管,通过提取遥控信号指纹特征对无人机识别是一种有效的方法.基于民用小型无人机遥控信号通常采用跳频通信这一特性,通过分形贝叶斯变点检测算法对实测无人机遥控信号的瞬态起始点进行检测,并提取信号瞬态部分所含有的指纹特征,由主成分分析法进行特征降维,最后采用多分类支持向量算法对该信号进行分类及识别.实验结果表明,采用射频指纹法能够完成无人机型号的区分以及同一型号无人机的区分.     

无人机数据链中Turbo码性能研究与FPGA设计

无人机数据链系统与地面控制站进行的是遥测数据、侦察图像及遥控指令的传输,因此高质量的通信是确保无人机数据链发挥效能的关键。针对无人机信道的特点和要求,研究分析了无人机信道的统计模型,分析了各种因素对Turbo码性能的影响,并对影响Turbo码性能的各种参数条件进行了Matlab仿真。以Turbo码编解码器的FPGA实现为目标,以上述理论分析为基础,结合无人机高速信道特点制定了编解码方案,并运用Modelsim和MATLAB等工具进行了功能时序验证和定点仿真。     

无人机卫星数据链抗干扰能力发展探析

卫星数据链是无人机在超视距条件下前向遥控信息、返向遥测信息及任务载荷信息的主要传输手段。当前,无人机卫星数据链存在抗干扰能力弱、容易被截获等缺点。从无人机卫星数据链的发展现状入手,探析混沌序列扩频、复杂高速跳频、同频段共传以及备份链路等技术在提升无人机卫星测控抗干扰、抗截获水平的技术途径,以保证无人机在复杂电磁环境中的飞行安全。并结合工程经验计算无人机编队的系统干扰容限,以期为相关工程提供理论支持。     

无人机通信链路抗干扰问题研究

无人机作为一种重要军事装备,被广泛应用到侦察与反侦察、导航对抗、遥控遥测对抗等多个方向。为了保证无人机稳定工作,需要保证通信系统运行可靠性,为GPS导航和无线遥测遥控系统提供保障。基于电磁环境干扰,对无人机通信链路抗干扰手段进行分析,来提高其对环境的适应能力,充分发挥其具有的优势。本文对无人机通信链路干扰问题,提出了相应的抗干扰手段。     

微型UAV数据链结构设计

无人机在民用及军事领域的应用越来越多,数据链的畅通是无人机安全飞行的重要保证。文章简要介绍了无人机的发展背景以及遥控遥测系统所担负的工作,并以微型无人机为研究对象,分析了单处理器及多处理器的工作原理,对单数据链及双数据链结构进行了设计,文章结论对该领域的研究提供了理论依据。     

无人机数据链工作效能评估

针对无人机数据链工作效能评估,建立了无人机工作效能评估指标体系,根据无人机数据链的工作原理,利用Simulink搭建无人机上行遥控链路动态仿真平台,利用动态仿真平台探寻了信道译码前后误码率变化规律,对无人机上行遥控链路的可靠性效能和有效性效能进行了定量评估.     

一种基于改进卡尔曼滤波的无人机信道估计算法

主要研究用于无人机下行高速数据链路的信道估计算法,构建了包括正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)传输系统和无人机常用场景信道冲激响应模型的无人机通信系统。针对无人机通信系统快时变的信道特性,提出了一种基于改进卡尔曼滤波器的信道估计算法。仿真结果表明,该算法可以提高无人机信号估计精度,有效抵抗噪声干扰,并在计算量上有了一定的优化,提高了运行速度。     

无人机遥控链路跟踪式干扰开机策略研究

以全时段宽频压制式电磁干扰为主的无人机遥控链路对抗手段,对功率浪费较大且影响周围环境,采取跟踪式干扰并结合其干扰范围制定开机策略能够有效解决此问题。基于对无人机遥控数据链路实施跟踪式干扰的需求,从跟踪式干扰需满足的时域及功率条件出发,推导了跟踪干扰双曲面及有限功率干扰范围不等式,确定了不同参数条件下的有效干扰范围,从而提出了合理干扰开机策略。仿真实验结果表明,制定的开机策略与参数变化规律相符,对提高无人机电磁干扰效能具有指导意义。     

针对多旋翼无人机的高效压制技术

通过对民用消费级多旋翼无人机遥控信号、导航系统和飞控系统的分析,得出对无人机进行高效压制的方法,并根据干扰距离和干信比等指标计算所需干扰信号强度,通过外场试验,验证了干扰效果,证明通过发射压制干扰信号可以达到对入侵的小型多旋翼无人机进行管控的目的.     

基于能耗参量的拥塞控制算法无人机数据链设计

无人机在未来的战争中将扮演着越来越重要的角色。战术无人机能够将对本方有用的敌方信息传递到本方的地面控制中心,以便本方部署周密的作战计划。无人机通信负载和能量是衡量无人机数据链系统性能好坏两个很重要的指标。通信负载的大小可以通过拥塞控制来解决,结合无人机能量有限的特点,无人机发送数据时采用最小功率发射,在MAC层,引入能耗参量,将其融入到拥塞控制中来提高无人机数据链的网络性能。利用opnet仿真软件,搭建半实物仿真平台,设计了基于能耗参量的拥塞控制算法无人机数据链。仿真结果表明此算法能够提高系统吞吐率,并节约了能量。     

基于步进频连续波雷达的射频对消

连续波雷达相比于脉冲雷达具有小型化、低工作电压、高可靠性、高距离分辨率,以及不存在距离盲区等一系列优点。但是连续波雷达具有一个最大的问题就是信号泄漏问题,从发射机直接耦合到接收机的信号相较于远处的有用信号来说要大很多,当探测距离较远时就需要增大发射功率,这样直接耦合到接收机的信号就有可能淹没有用信号甚至烧毁接收机,这是连续波雷达不可避免的问题。在分析直接耦合信号的特性之后,运用射频对消技术构建一个与直接耦合的信号幅度相同,相位相差180°的信号在接收机前进行对消。整个射频对消系统经过测试得出在500MHz的带宽内,对消比达到了30dB以上。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

SC-FDE在无人机遥测下行链路中的应用研究

该文针对无人机高速率下行数据链通信中存在的码间干扰和多径衰落,在对无人机信道进行建模的基础上,采用了迫零均衡(Zero Forcing,ZF)和最小均方误差均衡(Minimum Mean Square Error,MMSE)两种算法的单载波频域均衡(Single Carrier Frequency Domain Equalization,SC-FDE)技术对此码间干扰和多径衰落进行了抑制;通过仿真得到采用SC-FDE技术使得误码率明显下降,从而验证了在无人机高速率下行数据链通信中,采用SC-FDE技术能有效抑制码间干扰和多径衰落。     

无人机视距数据链的信道特性与扩频技术

无人机视距数据链的信道类型主要是一个干涉型平衰落信道,但也可能发生频率选择性衰落、时间选择性衰落。限于无人机的使用特点和条件,视距数据链不同于一般通信系统,不适于极高的通信可靠度,也不要求很大的衰落储备。分析了扩频系统在无人机视距数据链中的特殊性并给出了解决方法。     

通信电台连续波电磁辐照试验研究

为掌握通信电台在连续波辐照下的带内干扰规律, 揭示通信电台连续波带内干扰作用机理, 以某型超短波通信电台为受试对象, 通过搭建试验平台, 利用辐照法对其进行干扰效应试验研究, 进而确定在不同参数指标作用下通信电台的受干扰规律.研究结果表明:该超短波电台的带内敏感频率范围为30kHz; 在相同的功率模式下, 电台工作于高频状态下更容易受到干扰; 提高电台工作信号的功率能有效提高通信电台的抗干扰能力.