无人机通信及发展现状与技术难点分析.docx

现代空中交通管理报告
无人机通信及发展现状与技术难点分析
院(系)名称
电子信息工程学院
专业名称
电子与通信工程
学生姓名
学号
指导教师

无人机通信及发展现状与技术难点分析
摘要
无人机在现代战争中的作用越来越重要,无人机的发展也处在快速增长期。通信系统是无人机关键组成部分,有着不可替代的作用。本文主要讲解无人机通信的发展及现状,以及相关技术难点和发展趋势。文章分为四个部分:第一部分介绍了无人机和无人机通信,给出了本文所要讲解内容的背景和基础知识;第二部分为无人机通信系统的发展及现状,介绍了几种典型的无人机通信系统;第三部分分析了无人机通信中的关键技术及难点;最后,在第四部分对无人机通信系统的发展趋势做出展望。
关键词:无人机无人机通信关键技术技术难点发展趋势

无人机及其发展
无人机是无人驾驶飞机的简称(Unmanned Aerial Vehicle),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机,包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。
无人机的发展得益于军事需求,最早的无人机出现在一战期间。在无人机的整个发展历程中,里程碑式时间有:
1917年:美国为第一次世界大战而研制了凯特灵(Kettering)“空中鱼雷”号木质无人机。
1935 年:英国, 蜂王号( Queen Bee)使得无人机能够回到起飞点。
1944 年:德国,复仇武器1号(V-1 Revenge Weapon1)速度达到每小时470英里的无人机。
1986 年:美国,先锋(The Pioneer)RQ-2A,为战术指挥官提供了特定目标
以及战场的实时画面,执行了美国海军“侦察、监视并获取目标”等各种任务。
1994年:美国通用原子公司(General Atomics)在1994年制造了MQ捕食者无人机。升级版机型能够携带武器并攻击目标,用于伊拉克战争和阿富汗战争。
2009年:洛克希德马丁公司附属公司臭鼬工厂(Skunk Works)设计了RQ-170 哨兵(Sentinel)无人机。在阿富汗的“持久自由行动”初次部署,飞行高度经常达到50000英尺。
无人机经过几十年的发展历程,从技术角度看已经比较成熟。其成本低,易操纵,具有高度灵活性,能够携带一些重要的设备从空中完成特殊任务,比如空中监测、空中监视、空中转信、空中喊话、紧急救援等。随着民用无人机产品在全球个人消费市场的销售规模出现几何式的发展。无人机现正朝着模块化、标准化、多样化和系列化的趋势发展,其应用范围广泛,前景非常好。
什么是无人机通信
通信系统是无人机非常重要的组成部分,是无人机对外联系的神经网络,维系着空中的无人机与地/海面控制站及其它地/海/空作战单元之间的信息交换,满足无人机平台监控、传感器监控、传感器数据、任务执行、起降控制等信息传输需求。提供有效可靠的通信是提高基于信息系统的体系作战能力的基础,无人机通信系统在未来的信息化战争中将扮演越来越重要的角色。
无人机通信技术随着无人机作战使用方式的变化和通信技术进步而不断发展。早期的无人靶机任务简单,不需要外部通信联络。20世纪60年代,无人机开始作为单平台在实战中应用。为了解决无人机飞行过程中的实施操控问题,装备了地空视距通信链路,地面操作员完全依赖空地视距通信链路实现对无人机的控制。随着无人机载荷能力的提高,作战范围的扩大以及宽带数据链技术,卫星通信技术的发展,无人机开始装备宽带数据链和卫星设备,满足其全球范围作战及大容量信息传输需求。近年,无人机正作为一种新的航空飞行器在一些国家的空域系统飞行,并且通过装备的民航通信设备实现和空中交通管制(ATC)的通信联络。
无人机通信扮演的角色
通信系统对于无人机来说就是“放风筝的线”。对于无人机来说通信系统是无人机与地面控制站联系的手段,只有确保链路的安全和正常运作才能完成对无人机的精确控制。在大多数无人机坠机事件中,与地面的通信链路中断是主要原因。链路受到干扰问题也是非常严重的,无人机可能做出错误的判断,甚至坠毁。同时,收集战场信息并且传到指挥中心也是无人机的重要任务,这就加强了对通信链路的要求。这些要求包括稳定性,大带宽,高速率等等。可以说没有通信系统就不会有今天无人机的广泛应用以及未来的普及。

按照无人机的类型以及执行任务的不同,无人机通信系统可以分为:小型战术无人机通信系统;中高空长航时无人机通信系统;高空长航时无人机通信系统;无人作战飞机通信系统。
小型战术无人机通信系统
小型战术无人机的作用距离一般仅在视距范围内,如“影子”200、“猎人”等,主要执行侦察任务为主。无人机有限的机载动力和有效载荷负载能