CN106357322A - 一种基于ttnt的无人机机载通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于TTNT的无人机机载通信系统，包括主机航空电子设备和数字处理器，所述主机航空电子设备和数字处理器的通信链路之间连接有中继站设备，所述主机航空电子设备包括接收机，接收机的输出端连接有飞行控制单元；所述数字处理器包括网络接口单元，所述网络接口单元的输入端连接有发射机，网络接口单元还连接有用户接口设备；所述中继站设备包括卫星通讯组件，所述无线电频率组件与语音设备进行数据交换，调制解调器组件与数字处理器进行信号抗干扰处理，系统采用直序列扩频、跳频及定时抖动和前向纠错等电子对抗来保障整个系统的抗干扰能力，具有较强的保密性和抗干扰性。

Description

一种基于TTNT的无人机机载通信系统
技术领域
本发明涉及机载通信系统技术领域，具体为一种基于TTNT的无人机机载通信系统。
背景技术
当前对于无人机通信系统的研究及应用集中在无人机数据链的研究，无人机机间通信的原理与规则均是由其使用数据链的设计确定，因此可以说通信系统的核心是数据链，本文主要研究数据链通信，美军称数据链为“通过单网或多网结构和通信介质，将两个或两个以上的指控系统和或武器系统铰接在一起，是一种适合于传送标准化数字信息的通信链路”，说明数据链本质上是一种通信系统，由于我国对数据链的研究起步较晚，我国的数据链水平距国际一流技术还相差较大，目前处于不断追赶的阶段，其局限于只能实现海军内部之间的数据交换，抗干扰性能较差，数据吞吐能力较低，大大限制了其作战性能，且无法实现一体化数据链。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种基于TTNT的无人机机载通信系统，通过设置中继站设备实现超视距传输，具有较强的保密性和抗干扰性，系统采用直序列扩频、跳频及定时抖动和前向纠错等电子对抗来保障整个系统的抗干扰能力，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于TTNT的无人机机载通信系统，包括主机航空电子设备和数字处理器，所述主机航空电子设备和数字处理器的通信链路之间连接有中继站设备，所述主机航空电子设备包括接收机，所述接收机的输入端连接有LNA双工器，接收机的输出端连接有飞行控制单元；所述数字处理器包括网络接口单元，网络接口单元的数据端与交互式数据库相连接，所述网络接口单元的输入端连接有发射机，网络接口单元还连接有用户接口设备；所述中继站设备包括卫星通讯组件，所述卫星通讯组件上安装有无线电频率组件和调制解调器组件，所述无线电频率组件与语音设备进行数据交换，调制解调器组件与数字处理器进行信号抗干扰处理。
作为本发明一种优选的技术方案，所述接收机包括UHF收发天线，所述UHF收发天线的数据端连接有32位的ARMCortex-M0系列的主控芯片，且主控芯片的输入端连接有数据存储器，输出端连接有无线控制器。
作为本发明一种优选的技术方案，所述LNA双工器包括卫星通信天线和UHF视距天线，所述卫星通信天线的输出端连接有功率放大器，所述功率放大器的输出端连接有高压电源，所述高压电源连接到接收机的输入输出端。
作为本发明一种优选的技术方案，所述飞行控制单元包括数据采集卡和功率调节器，所述数据采集卡通过扩频调制器与转向控制器相连接，且转向控制器的输出端与功率调节器的数据端相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述发射机包括传感器组和数据编码器，所述数据编码器的输出端连接有射频解调装置，所述射频解调装置上还安装有接收序列产生器。
作为本发明一种优选的技术方案，所述用户接口设备的输出端与人机交互界面相连接，所述人机交互界面的数据端连接有液晶显示屏和扬声器，且扬声器的输出端与语音控制系统相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无线电频率组件包括锁相环，所述锁相环的输出端连接有异步检测模块；所述调制解调器组件包括陷波滤波器，所述陷波滤波器的输出端连接有无线接口。
作为本发明一种优选的技术方案，所述数字处理器还连接有GPS定位器和实时监控模块，所述实时监控模块的输出端与数据缓存器相连接，且数据缓存器的输出端通过数据校对模块与数字处理器的I/O端口相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于TTNT的无人机机载通信系统，采用视距数据链，配置窄带和宽带2种，其中视距窄带通信链路一般以UHF链路为主，用于飞行指令、飞行器状态等指挥控制类信息传输；视距宽带通信链路一般以速率可达4.5Mb/s的C波段链路为主，用于平台指挥控制类信息、载荷控制及状态信息、传感器信息等传输，还通过设置中继站设备实现超视距传输，具有较强的保密性和抗干扰性，系统采用直序列扩频、跳频及定时抖动和前向纠错等电子对抗来保障整个系统的抗干扰能力。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明电路结构示意图。
图中：1-主机航空电子设备；2-数字处理器；3-中继站设备；4-接收机；5-LNA双工器；6-飞行控制单元；7-网络接口单元；8-发射机；9-用户接口设备；10-卫星通讯组件；11-无线电频率组件；12-调制解调器组件；13-UHF收发天线；14-数据存储器；15-无线控制器；16-卫星通信天线；17-UHF视距天线；18-功率放大器；19-高压电源；20-数据采集卡；21-功率调节器；22-扩频调制器；23-转向控制器；24-交互式数据库；25-传感器组；26-数据编码器；27-射频解调装置；28-接收序列产生器；29-人机交互界面；30-液晶显示屏；31-扬声器；32-语音控制系统；33-主控芯片；34-锁相环；35-异步检测模块；36-陷波滤波器；37-无线接口；38-实时监控模块；39-GPS定位器；40-数据缓存器；41-语音设备；42-数据校对模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种基于TTNT的无人机机载通信系统，包括主机航空电子设备1和数字处理器2，所述主机航空电子设备1和数字处理器2的通信链路之间连接有中继站设备3，所述数字处理器2还连接有GPS定位器39和实时监控模块38，所述实时监控模块38的输出端与数据缓存器40相连接，且数据缓存器40的输出端通过数据校对模块42与数字处理器2的I/O端口相连接，所述主机航空电子设备1包括接收机4，所述接收机4包括UHF收发天线13，所述UHF收发天线13的数据端连接有32位的ARMCortex-M0系列的主控芯片33，且主控芯片33的输入端连接有数据存储器14，输出端连接有无线控制器，所述接收机4的输入端连接有LNA双工器5，所述LNA双工器5包括卫星通信天线16和UHF视距天线17，所述卫星通信天线16的输出端连接有功率放大器18，所述功率放大器18的输出端连接有高压电源19，所述高压电源19连接到接收机4的输入输出端，接收机4的输出端连接有飞行控制单元6，所述飞行控制单元6包括数据采集卡20和功率调节器21，所述数据采集卡20通过扩频调制器22与转向控制器23相连接，且转向控制器23的输出端与功率调节器21的数据端相连接；所述数字处理器2包括网络接口单元7，网络接口单元7的数据端与交互式数据库24相连接，所述网络接口单元7的输入端连接有发射机8，所述发射机8包括传感器组25和数据编码器26，所述数据编码器26的输出端连接有射频解调装置27，所述射频解调装置27上还安装有接收序列产生器28，网络接口单元7还连接有用户接口设备9，所述用户接口设备9的输出端与人机交互界面29相连接，所述人机交互界面29的数据端连接有液晶显示屏30和扬声器31，且扬声器31的输出端与语音控制系统32相连接；所述中继站设备3包括卫星通讯组件10，所述卫星通讯组件10上安装有无线电频率组件11和调制解调器组件12，所述无线电频率组件11与语音设备41进行数据交换，调制解调器组件12与数字处理器2进行信号抗干扰处理，所述无线电频率组件11包括锁相环34，所述锁相环34的输出端连接有异步检测模块35；所述调制解调器组件12包括陷波滤波器36，所述陷波滤波器36的输出端连接有无线接口37。
(1)所述扩频调制器22能够实现扩频通信，通过在发送端扩展频谱宽度，进行发送，在接收端进行相关解扩，来获取在信噪比上的低要求，相比于窄带通信，有着较为明显的优势，扩频通信可工作在热噪声和信道噪声中，也可以在相同地区重复使用相同的频率；扩频通信将通信带宽进行扩展，能在相同的信噪比情况下，表现出更强的抗干扰能力；要截获扩频通信必须破解其伪随机编码序列，大大增加了破解难度，这使得系统的编码器装置更加简单，同时加密强度高，不需要担心信息被人窃听。
(2)所述网络接口单元7中的所有节点功能、地位相同，没有中心控制节点，不会因为单个节点的故障而给全网络带来严重影响，鲁棒性很好，且能够接收到来自接收机4上的信息，无须人为规划，仅按照预定的协议就可以实现随时随地自组网和运行，同时具备移动通信网络终端所具备的数据接收和发送能力，还具备数据转发的路由功能。
本发明的工作原理：该基于TTNT的无人机机载通信系统，采用视距数据链，配置窄带和宽带2种，其中视距窄带通信链路一般以UHF链路为主，用于飞行指令、飞行器状态等指挥控制类信息传输；视距宽带通信链路一般以速率可达4.5Mb/s的C波段链路为主，用于平台指挥控制类信息、载荷控制及状态信息、传感器信息等传输，还通过设置中继站设备实现超视距传输，具有较强的保密性和抗干扰性，系统采用直序列扩频、跳频及定时抖动和前向纠错等电子对抗来保障整个系统的抗干扰能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于TTNT的无人机机载通信系统，包括主机航空电子设备(1)和数字处理器(2)，所述主机航空电子设备(1)和数字处理器(2)的通信链路之间连接有中继站设备(3)，其特征在于：所述主机航空电子设备(1)包括接收机(4)，所述接收机(4)的输入端连接有LNA双工器(5)，接收机(4)的输出端连接有飞行控制单元(6)；所述数字处理器(2)包括网络接口单元(7)，网络接口单元(7)的数据端与交互式数据库(24)相连接，所述网络接口单元(7)的输入端连接有发射机(8)，网络接口单元(7)还连接有用户接口设备(9)；所述中继站设备(3)包括卫星通讯组件(10)，所述卫星通讯组件(10)上安装有无线电频率组件(11)和调制解调器组件(12)，所述无线电频率组件(11)与语音设备(41)进行数据交换，调制解调器组件(12)与数字处理器(2)进行信号抗干扰处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于TTNT的无人机机载通信系统，其特征在于：所述接收机(4)包括UHF收发天线(13)，所述UHF收发天线(13)的数据端连接有32位的ARMCortex-M0系列的主控芯片(33)，且主控芯片(33)的输入端连接有数据存储器(14)，输出端连接有无线控制器(15)。
3.根据权利要求1所述的一种基于TTNT的无人机机载通信系统，其特征在于：所述LNA双工器(5)包括卫星通信天线(16)和UHF视距天线(17)，所述卫星通信天线(16)的输出端连接有功率放大器(18)，所述功率放大器(18)的输出端连接有高压电源(19)，所述高压电源(19)连接到接收机(4)的输入输出端。
4.根据权利要求1所述的一种基于TTNT的无人机机载通信系统，其特征在于：所述飞行控制单元(6)包括数据采集卡(20)和功率调节器(21)，所述数据采集卡(20)通过扩频调制器(22)与转向控制器(23)相连接，且转向控制器(23)的输出端与功率调节器(21)的数据端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于TTNT的无人机机载通信系统，其特征在于：所述发射机(8)包括传感器组(25)和数据编码器(26)，所述数据编码器(26)的输出端连接有射频解调装置(27)，所述射频解调装置(27)上还安装有接收序列产生器(28)。
6.根据权利要求1所述的一种基于TTNT的无人机机载通信系统，其特征在于：所述用户接口设备(9)的输出端与人机交互界面(29)相连接，所述人机交互界面(29)的数据端连接有液晶显示屏(30)和扬声器(31)，且扬声器(31)的输出端与语音控制系统(32)相连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于TTNT的无人机机载通信系统，其特征在于：所述无线电频率组件(11)包括锁相环(34)，所述锁相环(34)的输出端连接有异步检测模块(35)；所述调制解调器组件(12)包括陷波滤波器(36)，所述陷波滤波器(36)的输出端连接有无线接口(37)。
8.根据权利要求1所述的一种基于TTNT的无人机机载通信系统，其特征在于：所述数字处理器(2)还连接有GPS定位器(39)和实时监控模块(38)，所述实时监控模块(38)的输出端与数据缓存器(40)相连接，且数据缓存器(40)的输出端通过数据校对模块(42)与数字处理器(2)的I/O端口相连接。
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