CN206585549U - 适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置，解决了高速运动状态下无人机图像无线传输的高速实时性的问题，其技术方案要点是，包括接收天线、连接于接收天线的第一带通滤波器、连接于第一带通滤波器的无线信道增强器、连接于无线信道增强器的数字中频调制模块、连接于数字中频调制模块的射频功率放大模块、以及连接于射频功率放大模块的发射天线；本实用新型具有能够实现高速运动情况下的无人机的远距离的图像无线传输。

Description

适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置

技术领域

本实用新型涉及无人机图像无线传输技术领域，更具体地涉及适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置。

背景技术

在当前无线通信技术的支持下，无人机图像无线传输系统已被广泛应用到了军事、公安、消防、电力、应急抢险等领域。虽然目前无人机图像无线传输系统已能实现图像的稳定传输，但是传输距离较近，若想延长传输距离，现有较优选的做法是增加中继站，但是中继站的体积都比较大，并且安装时往往还需要架设铁塔，这对于应急抢险显然是不适合。

对于此，申请公布日为2014年3月26日，申请公布号为CN103684571A的中国发明专利公开了一种无人机超低延时数字高清图像中继模块，其包括电源模块、用于接收空间无线信号的接收天线、与接收天线连接且用于过滤无线信号的带通滤波器、与带通滤波器连接且用于产生不同频段射频信号的COFDM调制板、与COFDM调制板连接且用于将射频信号放大的线性功放模块、与COFDM板连接且用于将信号发射出去的发射天线、分别与COFDM解调板和COFDM调制板连接且用于外部控制端对该中继模块参数进行设置的控制接口板。

接收天线接收来自空间的无线信号，通过带通滤波器后进入COFDM解调板解调出TS流数字信号，再进入COFDM调制板，产生另一个频段的射频信号，线性功放模块将此信号进行放大，最后通过发射天线发射出去。

另外，带通滤波器、COFDM解调板、COFDM调制板、线性功放模块、控制接口板、电源模块均集成于一体并设于盒体内，具有体积小，方便携带的优点。

上述技术方案是针对中继站体积大、不便于安装所提出的技术方案，随着经济的发展和技术的发展，人们对无人机图像无线传输技术也提出了更高的要求，比如如何实现高速运动情况下的无人机的远距离的图像无线传输，正是所属技术领域的技术人员致力于解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置，具有能够实现高速运动情况下的无人机的远距离的图像无线传输。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置，包括用于接收上行无线信号的接收天线、连接于所述接收天线以用于过滤所述上行无线信号的第一带通滤波器、连接于所述第一带通滤波器以用于对经所述第一带通滤波器过滤后的上行无线信号进行低噪放大的无线信道增强器、连接于所述无线信道增强器以用于对经无线信道增强器低噪放大处理后的上行无线信号依次进行上行自适应信道选带处理、预失真非线性校正处理和调制处理并输出频率不同于所述上行无线信号的下行射频信号的数字中频调制模块、连接于所述数字中频调制模块以用于增强接收自所述数字中频调制模块的所述下行射频信号的射频功率放大模块、以及连接于所述射频功率放大模块以用于将经所述射频功率放大模块增强处理后的下行射频信号发射出去的发射天线。

通过采用上述技术方案，数字中频调制模块对依次经带通滤波器过滤处理、信道增强器低噪放大处理后的上行无线信号依次进行上行自适应信道选带处理、预失真非线性校正处理和调制处理，将上行无线信号调制到频率不同于上行无线信号的下行射频信号，并经射频功率放大模块放大处理后，通过发射天线发射出去；通过上述过程，能够实现无人机在高速运动状态下的图像的远距离无线传输；另外，与传统的模拟中继器相比，还具有降低功耗的优点。

本实用新型进一步设置为，所述射频功率放大模块连接有用于过滤接收自所述射频功率放大模块的所述下行射频信号并将其输出至所述发射天线的第二带通滤波器。

本实用新型进一步设置为，所述第一带通滤波器和所述第二带通滤波器均采用螺旋滤波器。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型与现有技术相比，实现了无人机在高速运动状态下的无人机图像的远距离无线传输，并且与模拟中继器相比，还具有降低功耗的优点。

附图说明

图1是本实施例的实现逻辑框图；

图2是无线数字中频调制模块的示意图；

图3是本实施例的应用示意图。

图中，1、接收天线；2、第一带通滤波器；3、无线信道增强器；4、无线数字中频调制模块；5、射频功率放大模块；6、第二带通滤波器；7、发射天线；8、无人机；9、中继装置；10、地面接收站。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也也可以是电性连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置，请参见图1，包括用于接收上行无线信号的接收天线1、连接于接收天线且用于过滤上行无线信号的第一带通滤波器2、与第一带通滤波器2连接且用于对上行无线信号低噪放大处理的无线信道增强器3、与无线信道增强器3连接且用于对上行无线信号进行上行自适应信道选带处理和数字预失真非线性校正处理的数字中频调制模块4；同时，数字中频调制模块4将上行无线信号调制成频率不同于上行无线信号的下行射频信号。比如说接收天线1接收的是频率为f1的上行无线信号，经数字中频调制模块4调制成频率为f2的下行射频信号输出。

数字中频调制模块4的处理框图请参阅图2，依次经第一带通滤波器2滤波处理和无线信道增强器3增强处理后的上行无线信号输入至数字中频调制模块4，经低噪放大处理器LNA低噪放大处理后输入至模数转换器AD80206转换为数字信号后输入到FPGA处理器，FPGA作为并行处理，能够采用并行计算完成复杂的设计，比如同频和邻频消噪、数字预失真非线性校正；FPGA处理器处理完成后的数字信号经数模转换器AD9779转换为模拟信号，并通过零中频技术直接调制为基带信号后，通过正交调制器ADRF6702调制为频率不同于输入的上行无线信号的下行射频信号输出。

请再回阅到图1，还包括与数字中频调制模块4连接且用于接收下行射频信号并对其增强放大处理的射频功率放大模块5、与射频功率放大模块5连接且用于接收增强放大处理后的下行射频信号并对其过滤处理的第二带通滤波器6、与第二带通滤波器6连接且用于接收经第二带通滤波器6滤波处理后的下行射频信号并将其发射出去的发射天线7。

本实施例中的第一带通滤波器2和第二带通滤波器6均采用的是螺旋滤波器。

本申请人经过多次试验发现，本实施例的整机功耗大于35%的效率，同传统模拟中继设备相比，在设备功耗上节约了8%；另外，其最大输出功率为2.5瓦，并可以实现半径为100公里范围内的无线图像的数字中继传输。另外，还能够满足600km时速移动条件下的“非视距条件”的无线图像的中继传输的高速实时性。

当无人机8与设于地面的地面接收站10的距离较远时，地面接收站10无法正常接收到来自无人机8传输的图像数据时，请参阅图3，设于地面接收站10的地面接收天线1可自适应选择接收由中继装置9的发射天线7发射出来的下行射频信号，并依次经螺旋滤波处理模块滤波处理和低噪增强模块放大处理后输入到无线信道解码模块由其将接收自低噪增强模块的放大的下行射频信号解调成标准高清视频TS流，最后经H.264图像解码模块解压还原成HDMI视频输出。

需要说明的是，这里的无线信道解码模块内置有4个信道自适应，具有频谱感知功能，能够自主寻找信道内的信号，并智能选择对应的工作频段解调。

另外，在地面接收站10设置螺旋滤波处理模块是为了防止邻频信号过大而导致在经低噪增强模块放大处理时引起失真的问题。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置，其特征是：包括用于接收上行无线信号的接收天线(1)、连接于所述接收天线(1)以用于过滤所述上行无线信号的第一带通滤波器(2)、连接于所述第一带通滤波器(2)以用于对经所述第一带通滤波器(2)过滤后的上行无线信号进行低噪放大的无线信道增强器(3)、连接于所述无线信道增强器(3)以用于对经无线信道增强器(3)低噪放大处理后的上行无线信号依次进行上行自适应信道选带处理、数字预失真非线性校正处理和调制处理并输出频率不同于所述上行无线信号的下行射频信号的数字中频调制模块(4)、连接于所述数字中频调制模块(4)以用于增强接收自所述数字中频调制模块(4)的所述下行射频信号的射频功率放大模块(5)、以及连接于所述射频功率放大模块(5)以用于将经所述射频功率放大模块(5)增强处理后的下行射频信号发射出去的发射天线(7)。

2.根据权利要求1所述的适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置，其特征是：所述射频功率放大模块(5)连接有用于过滤接收自所述射频功率放大模块(5)的所述下行射频信号并将其输出至所述发射天线(7)的第二带通滤波器(6)。

3.根据权利要求2所述的适用于远距离无人机图像无线传输的中继装置，其特征是：所述第一带通滤波器(2)和所述第二带通滤波器(6)均采用螺旋滤波器。