某偵察無人機(jī)遙控鏈路設(shè)計

　　對于在現(xiàn)代戰(zhàn)場條件下的測控系統(tǒng)[1-2]，強(qiáng)調(diào)的是能夠在復(fù)雜、惡劣的地理環(huán)境、電磁環(huán)境下可靠傳輸。能否適應(yīng)各種人為或非人為的干擾，在干擾情況下依然能夠保持或者不喪失戰(zhàn)斗力，是衡量一套系統(tǒng)能否適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用具有一定的抗干擾能力的測控體制，越來越成為軍用測控系統(tǒng)的必然要求。

　　通信體制分析

　　偵察無人機(jī)測控的上行遙控鏈路是由地面向空中無人機(jī)傳遞遙控指令、無人機(jī)接收并執(zhí)行遙控指令的過程，遙控又稱為“上行遙控”。遙控指令包括對無人機(jī)飛行控制的飛控指令和對任務(wù)設(shè)備工作控制的控制指令。完成遙控功能所需的所有無線電設(shè)備構(gòu)成了“上行通道”，包括地面的發(fā)射設(shè)備和機(jī)載的接收設(shè)備。

　　擴(kuò)頻(Spread Spectrum)是將待傳送的信息數(shù)據(jù)用偽隨機(jī)碼調(diào)制，實現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再進(jìn)行傳輸，接收端則采用同樣的編碼進(jìn)行解調(diào)和相關(guān)處理，恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)。具有以下特點。

　　1. 顯著的抗干擾能力：通過在發(fā)送端采用偽隨機(jī)碼進(jìn)行信號頻譜的擴(kuò)展，而在接收端采用相同的偽碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，使得系統(tǒng)可以有效地抑制或者躲避帶內(nèi)的各種窄帶或?qū)拵Ц蓴_信息，降低系統(tǒng)對于信噪比(S/N)的要求。

　　2. 可檢性低(LPI, Low Probability of Intercept)：擴(kuò)譜系統(tǒng)經(jīng)過頻譜擴(kuò)展以后，功率譜密度顯著降低，因而具有較好的隱蔽特性，不容易被偵破，對各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小。

　　3. 抗多徑衰落：由于擴(kuò)譜碼的良好的相關(guān)特性，可以利用偽碼的相位差異分辨出不同的傳輸路徑，因而可以采用RAKE的方式實現(xiàn)多徑信號的能量搜集。應(yīng)用于相對復(fù)雜的無線衰落信道時，可以有效地提高系統(tǒng)的增益和環(huán)境適應(yīng)性。

　　4. 具有多址(SSMA)能力：擴(kuò)譜系統(tǒng)允許在同一信道內(nèi)實現(xiàn)多用戶同時工作，只要采用相同長度的不同偽碼就可以實現(xiàn)碼分多址(CDMA)技術(shù)，特別適用于戰(zhàn)場環(huán)境下的多用戶系統(tǒng)。

　　另外，擴(kuò)譜系統(tǒng)還具有頻譜利用率高，容量大(可有效利用糾錯技術(shù)、正交波形編碼技術(shù)、話音激活技術(shù)等);能精確地定時、測距與定位;數(shù)模兼容，可開展多種通信業(yè)務(wù)等顯著優(yōu)點。

　　在本文的無人機(jī)系統(tǒng)中，無人機(jī)工作于打擊或偵察目標(biāo)的上方，容易被敵方探測、干擾，影響正常的工作任務(wù)。要求上行遙控鏈路必須具有低的可探測性和檢測性，并且具備一定的抵抗敵方干擾的能力，保證飛行控制信息的正常接收，保證無人機(jī)依照我方控制正常飛行，執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。因此，采用具有較高擴(kuò)譜增益的直接序列擴(kuò)譜系統(tǒng)完成上行遙控鏈路。

　　同時，采用直接序列擴(kuò)頻體系，可以實現(xiàn)碼分多址(CDMA)的多用戶方式。執(zhí)行任務(wù)時可以方便地動態(tài)配置各個用戶的用戶碼，提升了系統(tǒng)的保密特性。地面站根據(jù)不同用戶的控制碼可以方便地同時控制多架飛機(jī)組合完成任務(wù)，擴(kuò)展了系統(tǒng)的任務(wù)范圍，增強(qiáng)了系統(tǒng)的戰(zhàn)斗力，提高了系統(tǒng)的作戰(zhàn)功能，從而更大地發(fā)揮系統(tǒng)的作戰(zhàn)效益。

　　工作原理和框圖

　　采用軟件無線電思想[3-4]，設(shè)計無人機(jī)遙控鏈路的擴(kuò)頻發(fā)射機(jī)原理框圖如圖1所示。遙控鏈路的地面設(shè)備從地面飛控系統(tǒng)獲取遙控指令或者航跡數(shù)據(jù)，采集后經(jīng)信息組幀、信息交織、信道編碼、偽碼擴(kuò)頻、差分編碼、基帶頻譜成型、BPSK調(diào)制、頻率變換、功率放大、射頻頻譜成型，最后由射頻天線發(fā)射。