一种无人机蜂群组网测控通信链路及通信方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114697902A(43)申请公布日2022.07.01(21)申请号202011575710.9(22)申请日2020.12.28(71)申请人海鹰航空通用装备有限责任公司地址102445北京市房山区长阳镇昊天北大街48号208号楼四层(72)发明人谢文球王静毛飞田晓威(51)Int.Cl.H04W4/40(2018.01)H04W16/18(2009.01)H01Q1/22(2006.01)H01Q9/16(2006.01)G08C17/02(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种无人机蜂群组网测控通信链路及通信方法(57)摘要本发明提供了一种无人机蜂群组网测控通信链路及通信方法，包括机载设备和本地设备，机载设备包括机载数据终端主机和全向天线，本地设备包括本地数据终端主机、定位模块以及全向与定向一体化天线。本发明采用时分多址、时分双工体制，单跳网络，通信设备采用单通道形式，测控通信链路与机间通信链路工作在同一频点，机间通信、遥测、遥控以及任务载荷信息复合传输，并且指控节点采用定向天线和全向天线相结合、分时分阶段工作的测控通信形式，简化机载通信设备设计，实现遥测、遥控、任务载荷信息的远程传输的同时保持机间通信功能。CN114697902ACN114697902A权利要求书1/2页1.一种无人机蜂群组网测控通信链路，其特征在于，包括机载设备和本地设备，所述机载设备包括机载数据终端主机和全向天线，所述本地设备包括本地数据终端主机、定位模块以及全向与定向一体化天线；所述全向与定向一体化天线包括全向天线、定向天线、天线基座、伺服跟踪机构、伺服控制模块、电子开关，所述全向天线安装在定向天线上部，所述定向天线安装在天线基座上，所述定位模块、伺服控制模块、伺服跟踪机构安装在定向天线背面，所述本地数据终端主机的射频前端通过电子开关连通全向天线或定向天线。2.如权利要求1所述的无人机蜂群组网测控通信链路，其特征在于，所述机载数据终端主机、本地数据终端主机均包括射频前端模块、信道模块和基带模块；所述射频前端用于接收天线信号，通过滤波及放大后送往信道模块，同时接收来自信道模块上变频后的射频信号，通过放大后送往天线；所述信道模块接收射频前端初步放大的信号，通过下变频、放大、滤波处理送往基带模块，同时，接收基带模块送来的调制信号，通过上变频、放大、滤波处理送往射频前端；所述基带模块接收信道模块送来的下变频信号，处理后送往机载飞控系统，同时，接收飞控系统、任务载荷的业务数据，处理后送往信道模块；所述本地数据终端主机的基带模块还用于提供网口和控制电子开关。3.如权利要求2所述的无人机蜂群组网测控通信链路，其特征在于，所述射频前端的功放发射功率为0.5W～2W；所述机载数据终端主机采用单板集成化机载数据终端，安装在机体表面，采用外贴的薄型轻量化散热片。4.如权利要求1所述的无人机蜂群组网测控通信链路，其特征在于，所述全向与定向一体化天线的全向天线为偶极子形式，定向天线为平板天线形式、抛物面形式、喇叭形式或者相控阵形式，且定向天线方位向3dB波束角宽度θE为15～25°，俯仰向3dB波束角宽度θH为10～15°。5.如权利要求1所述的无人机蜂群组网测控通信链路，其特征在于，所述机载设备全向天线为偶极子垂直极化天线，天线增益0dB，天线方向图在方位向360°全覆盖、在俯仰向3dB波束角覆盖范围不小于±30°。6.如权利要求1所述的无人机蜂群组网测控通信链路，其特征在于，通信链路工作频段采用L频段低频段1350～1450MHz，采用时分多址+时分双工体制。7.一种无人机蜂群组网测控通信方法，其特征在于，采用权利要求1～6中任一项所述的无人机蜂群组网测控通信链路，包括如下步骤：S1、本地设备开机自检，选通全向天线，定位模块解算本地设备的位置信息，伺服控制模块控制伺服跟踪机构将定向天线默认指向本地设备方位零位、俯仰零位，并进行指北修正；S2、机载设备开机自检，与本地设备无线组网；S3、通信链路根据当前网内节点的业务传输需求是否包含宽带任务载荷信息，将时隙动态设置为稀疏模式或密集模式，网络内各节点按照约定的时隙传输业务数据；S4、本地设备获取有效的无人机位置信息，伺服控制模块通过本地设备的位置信息及有效的无人机位置信息实时解算出所有上电无人机相对于本地设备定向天线的方位角和俯仰角，并调整伺服跟踪机构控制定向天线的主瓣对准方位角AZ和俯仰角EL；2CN114697902A权利要求书2/2页S5、本地设备根据当前态势选取定向天线或全向天线；S6、判断通信任务是否结束，如果未结束则回到S3，如果结束，则结束工作流程。8.如权利要求7所述的无人机蜂群组网测控通信方法，其特征在于，所