無人機在通信技術(shù)的應(yīng)用討論

王建 程正來 牛慶環(huán)

摘 要：無人機是一種可以多次重復(fù)使用的具有勘測、定位、遙控等多種作用的設(shè)備。這種設(shè)備既經(jīng)濟(jì)環(huán)保又能保障人們安全，因此在各個領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。而通信技術(shù)在無人機中的應(yīng)用能夠有效提升無人機通信的準(zhǔn)確性和效率。無人機通信也是我國執(zhí)行通信任務(wù)常用的方式。然而無人機在通信技術(shù)中的應(yīng)用在獲取所需信息越來越方便的同時，其發(fā)展前景也面臨著許多問題，隨著無人機通信技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，各領(lǐng)域?qū)@一技術(shù)的應(yīng)用效果也會提出更高要求。因此，本文將對無人機在通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：無人機；通信技術(shù)；發(fā)展與策略

無人機是一種無人駕駛的飛機，這種設(shè)備體積小、方便靈活、成本低廉且安全系數(shù)高，顯著提升了現(xiàn)代信息傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量。尤其是目前在我國軍事領(lǐng)域中，在作戰(zhàn)過程中，無人機憑借其工作的準(zhǔn)確性、高效性和靈活性等特點，能夠完成偵查、干擾、欺騙等工作，能夠在實際戰(zhàn)爭中起到顯著作用，這也體現(xiàn)了無人機在通信技術(shù)中應(yīng)用的重要性。因此，本文將就無人機通信關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展和無人機通信技術(shù)應(yīng)用策略兩方面進(jìn)行研究，旨在促進(jìn)無人機通信技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

1 無人機通信關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展

1.1數(shù)據(jù)鏈技術(shù)

數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的應(yīng)用在戰(zhàn)場信息的收集和提取中有著十分重要的作用。數(shù)據(jù)鏈能夠完成信息的實時傳遞，為完成作戰(zhàn)任務(wù)起到重要輔助作用。數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用首先要滿足信息技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)力量二者的結(jié)合，以便實現(xiàn)實時檢測掌控戰(zhàn)場形勢的目的。同時，數(shù)據(jù)鏈中標(biāo)準(zhǔn)的消息格式、高效組網(wǎng)協(xié)議以及保護(hù)抗干擾的優(yōu)勢有效的提升了作戰(zhàn)信息系統(tǒng)的系統(tǒng)性和邏輯性。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈相比，飛機數(shù)據(jù)鏈能夠進(jìn)一步提升無人機信息的傳輸速度和效率，同時信息處理能力也得到了顯著提高?？傮w來看，無人機通信過程是現(xiàn)將無人機得到的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，地面系統(tǒng)對這些信息進(jìn)行處理和分析，而目前，隨著無人機通信關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，無人機的機載處理能力更高于數(shù)據(jù)鏈能力，直接就能處理數(shù)據(jù)信息，在將經(jīng)過分析的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妫M(jìn)行進(jìn)一步的研究和決策。

1.2網(wǎng)絡(luò)中心通信技術(shù)

1.2.1、MANET網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

MANET網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即移動自組網(wǎng)，這一網(wǎng)絡(luò)是由無線通信能力移動節(jié)點而構(gòu)成的，所構(gòu)成的動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)具有任意性和臨時性的特征。移動自組網(wǎng)的節(jié)點移動頻率較快，能夠體現(xiàn)主機和路由器兩種身份的作用。在作為主機時，面向用戶的應(yīng)用程序都需要終端運行；在作為路由器時，終端在運行過程中，要遵循路由協(xié)議，在進(jìn)行分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由維護(hù)工作中要以路由策略與路由表為前提。在MANET網(wǎng)絡(luò)中，兩個節(jié)點之間的通路一般是由多個網(wǎng)段而形成，同時因為終端的無線傳輸距離的限制，不能直接通信的終端節(jié)點需要經(jīng)過幾個中間節(jié)點的轉(zhuǎn)移來完成通信工作。當(dāng)一部分通信網(wǎng)絡(luò)被破壞時，在無中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制的情況下，剩余的通信網(wǎng)絡(luò)不會受到直接影響，剩余的通信工作能夠繼續(xù)展開，以確保重要信息的指揮暢通。

1.2.2、自適應(yīng)天線陣技術(shù)

無人機的上行信道能夠?qū)崿F(xiàn)遙控信號的傳輸，具體通過遙測、坐標(biāo)定位和圖像信號合用下行信道實現(xiàn)遙控信號的傳輸。在這類信號傳輸模式下的信息傳輸需要有更高的實時性、保密性和抗干擾性。若工作中電磁環(huán)境較為復(fù)雜，那么無人機的通信鏈路信號可能會受到影響，當(dāng)無人機信息系統(tǒng)抗干擾能力較差時，飛行航線就不能被準(zhǔn)確測量或者無法實時傳輸偵察到的情報信息，從而影響無人機的作戰(zhàn)效果。同時，擴(kuò)頻通信應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)大，與常規(guī)通信相比，擴(kuò)頻通信抗窄帶干擾能力更高。但是當(dāng)干擾強度過大時，擴(kuò)頻系統(tǒng)就無法起到相應(yīng)的抗干擾作用。因此，需要加強自適應(yīng)天線陣技術(shù)，以實現(xiàn)復(fù)雜電波傳播的移動通信和無線接入。

2 無人機通信技術(shù)應(yīng)用策略

2.1無人機作為網(wǎng)絡(luò)中心站的通信中繼站

無人機除了能夠?qū)崿F(xiàn)偵查和監(jiān)控作用，還能夠起到一個通信平臺的作用。無人機相較衛(wèi)星通訊平臺來說，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，同時通信能力也具有高速、低滯后的特點。因此，當(dāng)無人機作為網(wǎng)絡(luò)中心站的通信中繼站時，1、能夠提高數(shù)據(jù)鏈的高速通信能力，有效應(yīng)用對應(yīng)的因特網(wǎng)構(gòu)架；2、能夠作為寬帶存取點；3、能夠把雷卡西通信系統(tǒng)作為聯(lián)絡(luò)的通道；4、能夠作為連結(jié)探測器、信息處理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；5、能夠替代戰(zhàn)區(qū)衛(wèi)星通信。而在實現(xiàn)這些應(yīng)用目的時，需要應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)，如多波束天線、可編程的網(wǎng)絡(luò)節(jié)等，以此來實現(xiàn)無人機工作時的低功耗以及安全性和可靠性。

2.2改良無人機高模數(shù)數(shù)據(jù)鏈通信系列

一方面，在無人機作為通信系統(tǒng)利用的波段時，當(dāng)頻率升高時，電波在傳輸過程中損失反而越大。然而只有在使用同樣規(guī)模的指向性天線時，才能有效實現(xiàn)指向性增益。在這種現(xiàn)狀下，低頻區(qū)會受到電波混雜程度的影響。當(dāng)無人機高度升高時，就算是用高頻率，也應(yīng)適當(dāng)調(diào)整相應(yīng)頻率以減少傳輸中出現(xiàn)的損失。當(dāng)利用雙向指向性天線來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信時，當(dāng)與空地鏈路的頻率存在差異時也會出現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)問題。同時，當(dāng)無人機裝備天線的效果達(dá)不到所需要求時，其傳輸距離及速度都會受到相應(yīng)的影響，因此，在雙向傳輸前提下的指向性天線的控制功能和中繼機的通融性等方面都有待提高和優(yōu)化。另一方面，在分析無人機戰(zhàn)術(shù)中的數(shù)據(jù)鏈參數(shù)時，高速傳輸通信系統(tǒng)難免有一定風(fēng)險。因此，傳輸速度與發(fā)射功率和天線面積需要同比增長，同時無人機的裝載能力、電力供給能力、散熱能力等都需要進(jìn)一步提高。

3 總結(jié)

目前，無人機作為一種各個領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用的設(shè)施設(shè)備，其應(yīng)用技術(shù)的研究和討論也不斷深入。但是，即使目前，我國政府對相關(guān)技術(shù)的研究投入了一定的人力和物力，但這一領(lǐng)域的研究仍然無法完全滿足人們對需求。因此，無人機通信技術(shù)的發(fā)展仍然有很長的道路要走，需要我們不斷探索和突破，實現(xiàn)無人機性能的不斷提升，為人們?nèi)蘸筮^上更先進(jìn)、方便的生活提供助力，促進(jìn)我國各行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張年鵬.無人機通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].數(shù)字通信世界，2018（03）

[2]康文崢，王海濱.無人機通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015（02）