临近空间长航时无人机机载通信系统设计与实现

摘要

随着我国沿海地区经济的持续发展与建设海洋强国战略的积极推进，在海洋防灾减灾与应急救援、海洋生产安全管理、危化品监管及事故应急救援以及海洋权益维护等方面有一种对于及时有效的应急通信保障系统的迫切需求。临近空间长航时无人机应急通信试验系统以我国沿海或者岛礁机场为依托，利用临近空间长航时无人机机动灵活、快速部署的特点，可以承担东海海域和南海海域的应急通信保障任务。 本文研究的重点是临近空间长航时无人机应急通信试验系统中的机载通信分系统。机载通信分系统由船舶航行信息（AIS）接收机、紧急呼救（SOS）收发信机、UHF频段收发信机、X频段收发信机以及LTE设备等组成，负责其覆盖区域范围内的紧急呼救信息与船舶航行自动识别信息的收集与传输，以及LTE核心业务与无人机测控信息的传输。 首先，在应用需求分析的基础上，对机载通信系统进行了总体方案设计。介绍了系统组成、通信体制设计、通信链路分析过程以及系统总体拓扑结构设计，接着，提出了设计过程中的难点，如何实现小型化、低功耗设计，如何提高固有可靠性和通信链路的可靠度，如何提高环境适应性等。针对以上难点，通过采用多种减重节能方法，减小了系统重量降低了系统功耗，通过采用冗余设计，提高了系统固有可靠性，通过采用扩频、选频等工作方式，增强了UHF通信链路稳定性，通过采用自动温控技术，提升了视距通信设备的环境适应性能力。然后，详细介绍了SOS、AIS、UHF频段和X频段收发信机的设计与实现，并对收发信机的关键技术指标进行了测试，测试结果表明收发信机各项性能达到了设计目标，符合链路分析结果，满足系统应用需求。最后，对临近空间长航时无人机机载通信系统的设计过程进行了总结，并对其应用前景和未来技术发展方向进行了展望。

目录

声明

插图索引

表格索引

符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

1.1课题背景

1.2课题概况

1.3论文主要研究内容

第二章 临近空间长航时无人机机载通信系统总体设计

2.1应用需求分析

2.2系统总体方案设计

2.3设计难点分析及突破

2.4本章小结

第三章 收发信机的设计与实现

3.1 SOS收发信机的设计与实现

3.2 UHF收发信机的设计与实现

3.3 AIS接收机的设计与实现

3.4 X收发信机的设计与实现

3.5本章小结

第四章 收发信机的测试

4.1测试目的

4.2测试环境

4.3测试过程与结果记录

4.4测试结果分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

作者简介