CN206932221U - 一种无人机机载Ku频段卫星通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种无人机机载Ku频段卫星通信系统，用于解决当前无人机电力巡线中仍然存在着的由于通信视距限制导致远距离实时监控无法实现的技术问题。本实用新型实施例包括：机载动中通天线、机载通信端机、机载卫星通信功率放大器、对外接口；机载动中通天线分别与机载通信端机、机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与对外接口连接；机载动中通天线为双极化的平板喇叭阵列动中通天线；机载通信端机的内部集成有通信调制解调器、音视频数据编解码器、任务控制器；机载卫星通信功率放大器包括有上变频器和放大器。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机卫星通信技术领域，尤其涉及一种无人机机载Ku频段卫星通信系统。
背景技术
随着无人直升机电力巡线在电力系统的普及，无人直升机性能的不断提升，直升机的作业半径、活动范围不断扩大，高效、远程的通信指挥控制系统成为制约无人直升机效能发挥的重要因素，人们在电力作业过程中所面临的问题主要集中在与导线的安全距离控制和无人机的远距离实时监控方面。如何解决无人机通信视距的受限，实现图像、语音、数据综合信息的传输，这就需要一个精确的卫星通信技术来实现。
目前，国内无人直升机的远距离通信控制采用的主要方式有海事卫星通信终端、铱星卫星电话终端等。这种通信方式属于窄带业务系统，虽然有效的解决了通信范围受限的问题，但并不能满足多业务、现场实时图像传输等业务的要求，特别是无法满足实况视频、语音、数据、控制综合通信的需要。且当前无人机电力巡线中仍然存在着由于通信视距限制导致远距离实时监控无法实现的问题。
为了满足无人直升机电力巡检综合通信以及多业务的要求，我国在无人直升机电力巡线中加强宽带卫星通信技术应用是非常有必要的。宽带卫星通信系统具有通信质量高，覆盖范围大，基本不受地形条件限制等多种特点，在无人机电力巡检方面发挥着越来越广泛的作用。
实用新型内容
本实用新型实施例公开了一种无人机机载Ku频段卫星通信系统，解决了当前无人机电力巡线中仍然存在着的由于通信视距限制导致远距离实时监控无法实现的技术问题。
本实用新型实施例提供了一种无人机机载Ku频段卫星通信系统，包括：
机载动中通天线、机载通信端机、机载卫星通信功率放大器、对外接口；
机载动中通天线分别与机载通信端机、机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与对外接口连接；
机载动中通天线为双极化的平板喇叭阵列动中通天线；
机载通信端机的内部集成有通信调制解调器、音视频数据编解码器、任务控制器；
机载卫星通信功率放大器包括有上变频器和放大器；
对外接口包括三路RS422通讯串口，分别用于传输飞控信号、任务信号和差分信号；
对外接口还包括一路PAL图像接口，用于传输视频信号。
可选地，机载动中通天线包括有：接口单元、天线单元、天线伺服系统、稳控计算机、惯性导航系统；
接口单元与天线单元连接，接口单元包括信号接口、监控接口及电源接口；
天线伺服系统、稳控计算机、惯性导航系统依次连接。
可选地，机载动中通天线的工作频段为Ku频段，下行频率为12.25GHz～12.75GHz，上行频率为14GHz～14.5GHz。
可选地，对外接口还包括一路RS422通讯串口，用于作为天线设置口、通信调制解调器设置口的共同通讯串口，共同通讯串口的波特率为19200bps。
可选地，机载通信端机的通信体制为FDMA或SCPC，视频接口为PAL或VGA，视频压缩格式为H.264。
可选地，机载卫星通信功率放大器安装在无人机机舱内的支架上，用于Ku波段信号的放大。
可选地，用于传输飞控信号的一路RS422通讯串口为实现遥控和遥测功能及双向通讯的飞控串口，飞控串口的遥控频率为20Hz，每次30字节，遥测频率为16.6Hz，每次40字节。
可选地，用于传输任务信号的一路RS422通讯串口为实现双向通讯、波特率为38400bps的任务串口。
可选地，用于传输差分信号的一路RS422通讯串口为实现双向通讯、波特率为38400bps的差分串口。
可选地，上变频器用于将通信调制解调器产生的L波段射频信号上变频到Ku频段。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
本实用新型实施例提供了一种无人机机载Ku频段卫星通信系统，包括：机载动中通天线、机载通信端机、机载卫星通信功率放大器、对外接口；机载动中通天线分别与机载通信端机、机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与对外接口连接；机载动中通天线为双极化的平板喇叭阵列动中通天线；机载通信端机的内部集成有通信调制解调器、音视频数据编解码器、任务控制器；机载卫星通信功率放大器包括有上变频器和放大器；对外接口包括三路RS422通讯串口，分别用于传输飞控信号、任务信号和差分信号；对外接口还包括一路PAL图像接口，用于传输视频信号。本实施例中提供了由机载动中通天线、机载通信端机、机载卫星通信功率放大器、对外接口组成的无人机机载Ku频段卫星通信系统，并通过飞控、任务、差分三路串口信号和一路图像信号的传输，实现电力巡检中的无人机与地面站的图像、语音、数据信号的有效地远距离传输，具有体积小、重量轻、通信质量高、覆盖范围大的特点，解决了当前无人机电力巡线中仍然存在着的由于通信视距限制导致远距离实时监控无法实现的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例中提供的一种无人机机载Ku频段卫星通信系统的结构示意图；
图示说明：1、接口单元，2、天线单元，3、天线伺服系统，4、稳控计算机，5、惯性导航系统，6、上变频器，7、放大器，8、通信调制解调器，9、音视频数据编解码器，10、任务控制器，11、飞控串口，12、任务串口，13、差分串口，14、图像接口。
具体实施方式
本实用新型实施例公开了一种无人机机载Ku频段卫星通信系统，解决了当前无人机电力巡线中仍然存在着的由于通信视距限制导致远距离实时监控无法实现的技术问题。
请参阅图1，本实用新型实施例中提供的一种无人机机载Ku频段卫星通信系统的一个实施例包括：
机载动中通天线、机载通信端机、机载卫星通信功率放大器、对外接口；
机载动中通天线分别与机载通信端机、机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与对外接口连接；
机载动中通天线为双极化的平板喇叭阵列动中通天线；
机载通信端机的内部集成有通信调制解调器、音视频数据编解码器、任务控制器；
机载卫星通信功率放大器包括有上变频器和放大器；
对外接口包括三路RS422通讯串口，分别用于传输飞控信号、任务信号和差分信号；
对外接口还包括一路PAL图像接口，用于传输视频信号。
其中，机载动中通天线为一款双极化的小型平板喇叭阵列动中通天线，由接口单元1、天线单元2(包括天线、馈源、LNB、波导等)、天线伺服系统3(包括三轴转台、电机及其驱动器、位置传感器等)、稳控计算机4、惯性导航系统5组成，接口单元1与天线单元2连接，接口单元1包括信号接口、监控接口及电源接口；具体的，接口单元1主要包括：a、天线的上行信号、下行信号接口，b、监控接口，c、电源接口，d、故障报警接口等。天线伺服系统3、稳控计算机4、惯性导航系统5依次连接；天线伺服系统3实时测量当前天线的俯仰角、方位角和极化角，并通过驱动电机完成天线的俯仰、方位、极化三个不同方向的旋转。稳控计算机4用于实时接收惯性导航系统5提供的载体的姿态以及天线伺服系统3提供的天线的姿态，经过坐标变换和计算，控制天线伺服系统三个轴转动，实现载体卫星通信天线的对星和跟踪卫星。惯性导航系统5和飞机刚性连接，实时测量飞机的姿态信息。
机载卫星通信功率放大器内置有上变频器6和放大器7，对外有RS422接口，用于Ku频段信号的放大；
机载通信端机内部集成有通信调制解调器8、音视频数据编解码器9、任务控制器10，实现管理系统对信道设备的控制和管理；
对外接口包含三路RS422通讯串口，分别为飞控串口11、任务串口12、差分串口13，分别用于传输飞控信号、任务信号和差分信号，对外接口还包括有一路PAL图像接口14，用于传输无人机上的视频图像信号。
机载通信端机中的任务控制器10和飞控串口11、任务串口12、差分串口13连接，分别传输飞控信号、任务信号和差分信号。通信调制解调器8和PAL图像接口14连接，传输机上的可见光/红外摄像头拍摄的图像信号。音视频数据编解码器9对图像信号进行压缩、编码、IP化，形成图像码流。且通信调制解调器8对三路串行数据和一路图像信息，即飞控信号、任务信号和差分信号、图像信号，进行编码、调制、变频、放大、滤波等，形成L波段的射频信号发送给机载卫星通信功率放大器。
进一步地，机载动中通天线的工作频段为Ku频段，下行频率为12.25GHz～12.75GHz，上行频率为14GHz～14.5GHz。
进一步地，对外接口还包括一路RS422通讯串口，用于作为天线设置口、通信调制解调器设置口的共同通讯串口，即天线设置口、通信调制解调器设置口共用一个RS422接口与无人机交联，共同通讯串口的波特率为19200bps。
进一步地，机载通信端机的通信体制为FDMA或SCPC，视频接口为PAL或VGA，视频压缩格式为H.264。
进一步地，机载卫星通信功率放大器安装在无人机机舱内的支架上，用于Ku波段信号的放大。
进一步地，用于传输飞控信号的一路RS422通讯串口为实现遥控和遥测功能及双向通讯的飞控串口11，飞控串口11的遥控频率为20Hz，每次30字节，遥测频率为16.6Hz，每次40字节。
进一步地，用于传输任务信号的一路RS422通讯串口为实现双向通讯、波特率为38400bps的任务串口12。
进一步地，用于传输差分信号的一路RS422通讯串口为实现双向通讯、波特率为38400bps的差分串口13。
进一步地，上变频器6用于将通信调制解调器8产生的L波段射频信号上变频到Ku频段。
本实用新型实施例提供了一种无人机机载Ku频段卫星通信系统，包括：机载动中通天线、机载通信端机、机载卫星通信功率放大器、对外接口；机载动中通天线分别与机载通信端机、机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与机载卫星通信功率放大器连接，机载通信端机还与对外接口连接；机载动中通天线为双极化的平板喇叭阵列动中通天线；机载通信端机的内部集成有通信调制解调器、音视频数据编解码器、任务控制器；机载卫星通信功率放大器包括有上变频器和放大器；对外接口包括三路RS422通讯串口，分别用于传输飞控信号、任务信号和差分信号；对外接口还包括一路PAL图像接口，用于传输视频信号。本实施例中提供了由机载动中通天线、机载通信端机、机载卫星通信功率放大器、对外接口组成的无人机机载Ku频段卫星通信系统，并通过飞控、任务、差分三路串口信号和一路图像信号的传输，实现电力巡检中的无人机与地面站的图像、语音、数据信号的有效地远距离传输，具有体积小、重量轻、通信质量高、覆盖范围大的特点，解决了当前无人机电力巡线中仍然存在着的由于通信视距限制导致远距离实时监控无法实现的技术问题。
以上对本实用新型所提供的一种无人机机载Ku频段卫星通信系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，包括：
机载动中通天线、机载通信端机、机载卫星通信功率放大器、对外接口；
所述机载动中通天线分别与所述机载通信端机、所述机载卫星通信功率放大器连接，所述机载通信端机还与所述机载卫星通信功率放大器连接，所述机载通信端机还与所述对外接口连接；
所述机载动中通天线为双极化的平板喇叭阵列动中通天线；
所述机载通信端机的内部集成有通信调制解调器、音视频数据编解码器、任务控制器；
所述机载卫星通信功率放大器包括有上变频器和放大器；
所述对外接口包括三路RS422通讯串口，分别用于传输飞控信号、任务信号和差分信号；
所述对外接口还包括一路PAL图像接口，用于传输视频信号。
2.根据权利要求1所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，所述机载动中通天线包括有：接口单元、天线单元、天线伺服系统、稳控计算机、惯性导航系统；
所述接口单元与所述天线单元连接，所述接口单元包括信号接口、监控接口及电源接口；
所述天线伺服系统、所述稳控计算机、所述惯性导航系统依次连接。
3.根据权利要求1或2所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，所述机载动中通天线的工作频段为Ku频段，下行频率为12.25GHz～12.75GHz，上行频率为14GHz～14.5GHz。
4.根据权利要求1所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，所述对外接口还包括一路RS422通讯串口，用于作为天线设置口、通信调制解调器设置口的共同通讯串口，所述共同通讯串口的波特率为19200bps。
5.根据权利要求1所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，所述机载通信端机的通信体制为FDMA或SCPC，视频接口为PAL或VGA，视频压缩格式为H.264。
6.根据权利要求1所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，所述机载卫星通信功率放大器安装在无人机机舱内的支架上，用于Ku波段信号的放大。
7.根据权利要求1所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，用于传输飞控信号的一路RS422通讯串口为实现遥控和遥测功能及双向通讯的飞控串口，所述飞控串口的遥控频率为20Hz，每次30字节，遥测频率为16.6Hz，每次40字节。
8.根据权利要求1所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，用于传输任务信号的一路RS422通讯串口为实现双向通讯、波特率为38400bps的任务串口。
9.根据权利要求1所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，用于传输差分信号的一路RS422通讯串口为实现双向通讯、波特率为38400bps的差分串口。
10.根据权利要求1所述的无人机机载Ku频段卫星通信系统，其特征在于，所述上变频器用于将所述通信调制解调器产生的L波段射频信号上变频到Ku频段。
Priority Applications (1)
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| CN201720783924.2U CN206932221U (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种无人机机载Ku频段卫星通信系统 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110308737A (zh) * | 2018-03-20 | 2019-10-08 | 甘肃长风电子科技有限责任公司 | 一种对等无人机控制系统 |
| CN111756431A (zh) * | 2019-03-26 | 2020-10-09 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 用于无人机的通信系统、方法、电子设备及可读介质 |
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