某偵察無人機遙控鏈路設計

　　對于在現(xiàn)代戰(zhàn)場條件下的測控系統(tǒng)[1-2]，強調的是能夠在復雜、惡劣的地理環(huán)境、電磁環(huán)境下可靠傳輸。能否適應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)能否適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個重要標準。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

　　偵察無人機測控的上行遙控鏈路是由地面向空中無人機傳遞遙控指令、無人機接收并執(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飛行控制的飛控指令和對任務設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備構成了“上行通道”，包括地面的發(fā)射設備和機載的接收設備。

　　擴頻(Spread Spectrum)是將待傳送的信息數(shù)據(jù)用偽隨機碼調制，實現(xiàn)頻譜擴展后再進行傳輸，接收端則采用同樣的編碼進行解調和相關處理，恢復原始信息數(shù)據(jù)。具有以下特點。

　　1. 顯著的抗干擾能力：通過在發(fā)送端采用偽隨機碼進行信號頻譜的擴展，而在接收端采用相同的偽碼進行相關解擴，使得系統(tǒng)可以有效地抑制或者躲避帶內的各種窄帶或寬帶干擾信息，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)：擴譜系統(tǒng)經過頻譜擴展以后，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：由于擴譜碼的良好的相關特性，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。應用于相對復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)境適應性。

　　4. 具有多址(SSMA)能力：擴譜系統(tǒng)允許在同一信道內實現(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，特別適用于戰(zhàn)場環(huán)境下的多用戶系統(tǒng)。

　　另外，擴譜系統(tǒng)還具有頻譜利用率高，容量大(可有效利用糾錯技術、正交波形編碼技術、話音激活技術等);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)務等顯著優(yōu)點。

　　在本文的無人機系統(tǒng)中，無人機工作于打擊或偵察目標的上方，容易被敵方探測、干擾，影響正常的工作任務。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，保證無人機依照我方控制正常飛行，執(zhí)行作戰(zhàn)任務。因此，采用具有較高擴譜增益的直接序列擴譜系統(tǒng)完成上行遙控鏈路。

　　同時，采用直接序列擴頻體系，可以實現(xiàn)碼分多址(CDMA)的多用戶方式。執(zhí)行任務時可以方便地動態(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組合完成任務，擴展了系統(tǒng)的任務范圍，增強了系統(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]，設計無人機遙控鏈路的擴頻發(fā)射機原理框圖如圖1所示。遙控鏈路的地面設備從地面飛控系統(tǒng)獲取遙控指令或者航跡數(shù)據(jù)，采集后經信息組幀、信息交織、信道編碼、偽碼擴頻、差分編碼、基帶頻譜成型、BPSK調制、頻率變換、功率放大、射頻頻譜成型，最后由射頻天線發(fā)射。