《无人机地面站系统》无人机应用技术专业全套教学课件

无人机地面站系统模块1无人机地面站系统认知模块2无人机指挥控制站认知与维护模块3无人机数据链系统认知与维护模块4无人机地面数据终端认知与维护模块5无人机机载数据终端认知与维护模块6无人机起降引导站认知与维护模块7无人机指挥控制站应用模块8MissionPlanner地面站认知与应用全套可编辑PPT课件

无人机模块1

无人机地面站系统认知地面站系统你认为的地面站是什么样子的？地面站有什么作用呢？2.地面站的功能1.地面站的分类本讲内容1.地面站的分类便携式无人机地面站近程无人机地面站中程或远程无人机地面站地面站分类手持式无人机地面站中程或远程无人机地面站中程或远程无人机地面站便携式无人机地面站手持式无人机地面站2.地面站的功能地面站功能指挥调度任务规划操作控制显示记录地面站功能上级指令接收系统内部调度系统之间联络指挥调度功能地面站功能飞行航路规划规划与重规划任务载荷工作任务规划功能飞行航路规划飞行航路规划163任务载荷工作地面站功能起降操纵数据链控制任务载荷操作飞行控制操作操作控制地面站功能飞行状态参数显示与记录任务载荷信息显示与记录航迹显示与记录显示与记录总结指挥调度任务规划操作控制显示记录上级指令接收系统之间联络系统内部调度飞行航路规划任务载荷工作规划与重规划起降操纵飞行控制操作任务载荷操作数据链控制飞行状态参数显示与记录航迹显示与记录任务载荷信息显示与记录1.地面站功能总结2.地面站分类便携式无人机地面站近程无人机地面站中程或远程无人机地面站手持式无人机地面站谢谢。无人机模块2

指挥控制站的认知与维护地面站系统指挥控制站方舱认知与布站指挥控制站完成无人机从仿真训练，任务规划，飞行前准备，起飞，任务执行，降落回收等全过程的飞行与任务指挥控制ControlCommandStation飞行前飞行检查可配合飞行前检查START任务规划、加载航路制定或接收任务规划，并加载到无人机仿真演练具备对飞行监控人员进行正常操作流程演练的能力指挥控制站功能语音通信站内监控具有站内音频视频记录及操作人员操作记录的能力飞行中无人机飞行控制可控制多架无人机控制链路监控可远端监控视距、卫星链路地面站；数据接收与发送接收、存储、处理机载下传的遥测信息、视频和侦察数据并分发具备与空管系统、协同对象的通信能力；具备指挥控制站内部及地面控制站其他岗位进行数据和话音通信的能力环境探测具备对地面风速、风向、压力和温度等简单气象探测能力指挥控制站功能飞行前检查数据接收与发送语音通信仿真演练任务规划与加载飞行控制环境探测站内监控链路监控总结系统组成指挥控制站指挥控制系统软件飞行监控软件任务监控软件飞行平显软件任务平显软件任务规划与态势软件服务子系统操作单元供电子系统环控子系统气象子系统时间统一子系统语音通信子系统飞行监控单元任务监控单元任务规划单元任务协调单元机柜舱体数据通信子系统链路监控单元舱体机柜操作单元指挥控制站飞行监控单元任务规划单元任务监控单元链路监控单元任务协调单元无人机模块2指挥控制站的认知与维护地面站系统

机柜组成与设备辨识系统组成指挥控制站指挥控制系统软件飞行监控软件任务监控软件飞行平显软件任务平显软件任务规划与态势软件服务子系统操作单元供电子系统环控子系统气象子系统时间统一子系统语音通信子系统飞行监控单元任务监控单元任务规划单元任务协调单元机柜舱体数据通信子系统链路监控单元机柜机柜任务规划计算机任务监控计算机飞行监控计算机综合管理计算机KVM训练服务器网络设备加固计算机ruggedizedcomputer为适应各种恶劣环境，在计算机设计时，对影响计算机性能的各种因素，如系统结构、电气特性和机械物理结构等，采取相应保证措施的计算机，又称抗恶劣环境计算机。CPCI总线标准加固计算机ruggedizedcomputerKVM多计算机切换又名KVM，就是Keyboard、Video、Mouse的缩写，多计算机切换器是计算机管理设备，通过它可实现用一套键盘、鼠标、显示器来控制多台计算机KVM网络设备网络交换机路由器网络交换机网络交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备，在指挥控制站中，负责站内各个单元与设备之间的网络通信。通常设置有多台交换机，安装在机柜中。网络设备路由器路由器主要用于CCS舱外设备与CCS舱内设备的通信网络设备无人机模块2无人机指挥控制站认知与维护地面站系统指挥控制站方舱功能、结构、布站指挥控制站方舱认知CCS

CommandControl

Station舱体指挥控制站方舱是指挥控制站的工作场所舱体结构配电系统环控系统其他附属设备简介组成功能指挥控制站方舱方舱应该具备哪些功能？方舱功能外围设备信号接口减振电磁屏蔽防护提供工作场所设备安装与固定一体化运输温度调节照明外围设备信号接口外围设备信号接口指挥中心视距链路卫星链路电话接口布站Ai改变生活布站准备工作基本水平；无遮挡；地面承载能力；具有良好的接地选址供电能力布置范围要有防雷击措施布站程序方舱摆水平打接地钉布站接地线接强电接弱电语音通信天线时间服务天线连接外部线缆安装天线打地桩打地桩舱后门取出接地桩，铁锤和接地导线；用铁锤将地桩2/3打入地下；地桩与地面夹角为75°。接外部线缆123123接地线如果地面干燥，含沙量多，应及时浇水，或盐水，减小接地电阻；接强电打开电源孔门；电源孔口上对应的电源输入口连接到另一端插到市电供电设备上；接弱电打开信号孔门；连接指挥控制站与GDT之间的信号线（光缆）安装天线语音通信天线网络时间服务天线无人机模块2指挥控制站的认知与维护地面站系统常见的信号接口常见的信号接口知识点讲解目录视频接口VGAHDMIDVIDP串行通信接口RS-232RS-422RS-485非标准接口视频接口-VGA定义视频图形阵列（VideoGraphicsArray,VGA）是一种模拟信号接口标准。特点传输模拟信号抗干扰能力弱最大支持分辨率为2048×1536只支持视频传输视频接口-HDMI&DVIHDMI高清多媒体接口(HighDefinitionMultimediaInterface)传输未压缩的视频和音频数据支持高清分辨率和多声道音频DVI数字视频接口(DigitalVisualInterface)仅支持视频传输多种接口形式(DVI-A,DVI-D,DVI-I)视频接口-DP定义DisplayPort的简称，是一种数字视频接口标准。特点支持同时传输视频和音频数据完全免费，没有版权限制支持更高的分辨率和刷新率在很多设备上有大量采用串行通信接口-RS-232定义一种常用的串行通信接口标准。特点接口标准为RS-232C常用的有9针和25针接口传输距离较短，一般不超过15米常用于连接计算机和外部设备，如打印机、调制解调器等串行通信接口-RS-422&RS-485RS-422一种差分串行通信接口标准支持全双工通信，传输距离更远常用的有9针和37针接口RS-485一种差分串行通信接口标准支持半双工通信，传输距离可达1200米可以连接多个设备，构成总线网络RS-422接口示意图串行通信接口-非标准接口定义除了上述标准接口之外，还有一些少数由厂商自行定义的非标准接口。特点引脚定义和接线方式不统一缺乏通用性和兼容性使用时需参考设备接口定义手册非标准接口示意图总结视频接口VGA：模拟信号接口，传输视频信号。HDMI：数字音视频接口，支持高清传输。DVI：数字视频接口，仅传输视频信号。DP：数字音视频接口，带宽更高，协议免费。串行通信接口RS-232/422/485：工业常用，传输距离和拓扑不同；非标准接口需参考手册。无人机模块2指挥控制站的认知与维护地面站系统数据通信子系统认知与设备辨识系统组成指挥控制站指挥控制系统软件飞行监控软件任务监控软件飞行平显软件任务平显软件任务规划与态势软件服务子系统操作单元供电子系统环控子系统气象子系统时间统一子系统语音通信子系统飞行监控单元任务监控单元任务规划单元任务协调单元机柜舱体数据通信子系统链路监控单元数据通信子系统数据通信子系统遥控指令时如何到达GDT的？遥测数据是如何到达各个席位的？数据通信子系统遥控指令GDT数据通信子系统编码数据通信子系统各个单元GDT数据通信子系统解析状态信息侦查信息数据、图像、视频数据通信子系统视频图像还原与分发不同链路的信号切换遥控信号的信号分路指令编码、遥测信号分接、解码单元间数据通信服务记录管理各类数据与视频数据通信子系统视频矩阵系统将链路接入设备解码还原后的机载视频分发至各个单元链路接入设备与地面数据终端进行数据传输对遥控、遥测数据进行编解码的处理以太网系统CCS站内各监控单元之间的数据传递对外数据传递等数据通信子系统网络光端机：通过光缆实现指挥控制站与GDT之间的网络数据交换。一般成对使用，分为光发射机和光接收机发射机:完成电/光转换，把光信号发射出去用于光纤传输;接收机:完成光/电转换。用于远程传输数据。

串行光端机通过光缆在指挥控制站与DLS之间低速串行数据传输。数据通信子系统UHF遥测C上行遥控UHF上行遥控GDT-UHF状态回报与控制伺服状态回报与控制GDT-C状态回报与控制RS422RS485光纤RS232数据通信子系统串行光端机数据通信子系统交换机数据通信子系统路由器路由器主要用于CCS舱外设备与CCS舱内设备的通信数据通信子系统KVM多计算机切换又名KVM，就是Keyboard、Video、Mouse的缩写，多计算机切换器是计算机管理设备，通过它可实现用一套键盘、鼠标、显示器来控制多台计算机无人机模块2指挥控制站的认知与维护地面站系统数据通信子系统认知与设备辨识系统组成指挥控制站指挥控制系统软件飞行监控软件任务监控软件飞行平显软件任务平显软件任务规划与态势软件服务子系统操作单元供电子系统环控子系统气象子系统时间统一子系统语音通信子系统飞行监控单元任务监控单元任务规划单元任务协调单元机柜舱体数据通信子系统链路监控单元数据通信子系统无人机模块2指挥控制站的认知与维护地面站系统供电子系统认知与设备辨识系统组成指挥控制站指挥控制系统软件飞行监控软件任务监控软件飞行平显软件任务平显软件任务规划与态势软件服务子系统操作单元供电子系统环控子系统气象子系统时间统一子系统语音通信子系统飞行监控单元任务监控单元任务规划单元任务协调单元机柜舱体数据通信子系统链路监控单元供电子系统供电子系统供电孔门配电箱不间断电源UPS电源分配单元PDU1243供电孔门供电孔门电源转接板(插座）电源避雷器保护断路器接地柱“先接地，后接电”供电子系统配电箱１. 供电指示；２. 供配电切换控制；３. 供电开关控制；４. 漏电保护，短路保护和过载保护。供电子系统不间断电源（UPS）UninterruptiblePowerSystem主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。市电中断（事故停电）时UPS主机电池箱供电子系统不间断电源（UPS）UninterruptiblePowerSystem主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。市电输入正常时UPS将市电稳压后供应给负载市电中断（事故停电）时电池的直流

220V交流电维持正常工作保护负载软、硬件不受损坏。稳压器

向机内电池充电

供电子系统电源分配单元（PDU）PowerDistributionUnitPDU也就是机柜用电源分配插座，区别于生活中常见的插座，PDU采用的是全铝外壳，内部线缆通过螺丝连接，无焊点，用以提高PDU的可靠性。PDU可由不同的模块组成，根据用户的实际使用要求，不同的模块相互组合。PDU的应用，可使机柜中的电源分配更加整齐、可靠、安全、专业和美观，并使得机柜中电源的维护更加便利和可靠。供电子系统电源分配单元（PDU）PowerDistributionUnitPDU家用插座无人机模块2指挥控制站的认知与维护地面站系统

环控子系统认知与辨识系统组成指挥控制站指挥控制系统软件飞行监控软件任务监控软件飞行平显软件任务平显软件任务规划与态势软件服务子系统操作单元供电子系统环控子系统气象子系统时间统一子系统语音通信子系统飞行监控单元任务监控单元任务规划单元任务协调单元机柜舱体数据通信子系统链路监控单元环控子系统环控子系统功能舱内设备及操作人员提供一个合适、舒适的工作及操作环境。组成排气扇、空调、布风器布风器：布风器是指在舱室内部送来自空调器的空气使其与室内空气均匀混合的设备。环控子系统无人机模块2

无人机指挥控制站系统认知与维护地面站系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304指挥控制站系统组成指挥控制站指挥控制系统软件飞行监控软件任务监控软件飞行平显软件任务平显软件任务规划与态势软件服务子系统操作单元供电子系统环控子系统气象子系统时间统一子系统语音通信子系统飞行监控单元任务监控单元任务规划单元任务协调单元机柜舱体数据通信子系统链路监控单元指挥控制站飞行监控单元CCS

CommandControl

Station功能硬件软件飞行监控单元飞行器状态监测与告警实时飞行操作控制提供前视与平显复合监控界面综合态势显示双机状态监测、操纵控制切换功能飞行监控单元显示器指令面板油门杆右手杆脚蹬键盘、鼠标座椅计算机飞行监控单元硬件组成显示器指令面板油门杆右手杆脚蹬键盘、鼠标HDMI、DP、DVI、VGA串口串口串口串口USB计算机飞行监控单元触控显示器触控显示器触控显示器指令面板控制无人机的航向运动和刹车倾角：刹车水平：航向控制踩踏或移动产生操纵信号，操纵力一消失，踏板迅速回到零位。脚蹬

油门杆飞行监控席位左侧扶手上用于两台发动机转速的控制操纵杆实现对无人机俯仰和横滚的连续控制，杆头设置飞行常用指令无人机模块2

无人机指挥控制站系统认知与维护地面站系统指挥控制站任务监控单元任务监控单元功能飞行器及载荷状态监测与告警载荷操纵控制，武器发射控制双机综合态势显示前视/载荷视频与平显复合监控界面协同语音/数据链路控制显示器指令面板油门杆右手杆脚蹬键盘、鼠标座椅计算机飞行监控单元显示器指令面板左手杆右手杆脚蹬键盘、鼠标座椅计算机任务监控单元显示器指令面板左手杆右手杆脚蹬键盘、鼠标座椅计算机任务监控单元任务监控单元左手杆右手杆左手杆/右手杆控制EO电视传感器连续变焦010203向前推：焦距变大，视场减小向后拉：焦距变小，视场增加控制EO红外传感器连续变焦左手杆目标跟踪010203武器发射/放弃发射调节跟踪目标的中心位置、瞄准十字LEFT右手杆RIGHT手动模式-遥杆前后左右搜索跟踪-切换跟踪目标左右无人机模块2

无人机指挥控制站系统认知与维护地面站系统指挥控制站任务规划单元90飞行前任务规划双机航路规划、链路规划及特情规划等实时任务规划综合态势显示双机任务规划切换功能飞行器状态监测前视与平显复合监控界面功能任务规划单元任务规划单元硬件组成与飞行监控单元的区别？某无人机任务规划单元作为飞行监控单元的备份，具备飞行监控单元的所有功能，在飞行监控单元出现故障时，可应急切换为备用飞行监控单元，实现无人机的飞行监控无人机模块2

无人机指挥控制站系统认知与维护地面站系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304上电检查讨论：哪些设备需要检查？接线板电源辅屏脚蹬油门杆飞行操纵杆外观检查设备上电检查调整手托高度外观应无损伤灵活、无卡滞打开席位检查软件飞行操纵杆飞行操纵杆飞行操纵杆油门杆油门杆脚蹬按压辅屏硬周边键或触摸屏幕周边时，显示红色圆圈为周边键正常响应，抬起按压红色圆圈消失辅屏无人机地面站系统模块2

指挥控制站的认知与维护飞行监控单元系统组成指挥控制站指挥控制系统软件飞行监控软件任务监控软件飞行平显软件任务平显软件任务规划与态势软件服务子系统操作单元供电子系统环控子系统气象子系统时间统一子系统语音通信子系统飞行监控单元任务监控单元任务规划单元任务协调单元机柜舱体数据通信子系统链路监控单元飞行平显软件飞行监控软件飞行仿真软件任务规划与态势软件飞行监控单元软件任务规划与态势软件飞行平显软件飞行监控软件飞行平显软件的功能是什么？实现数据的图形化显示数据图形在背景视频上的叠加飞行平显软件功能飞行监控软件功能综合故障告警与应急处置飞行控制与工作状态监测外部指令输入设备的数据采集和处理不同无人机之间的切换同单元的软件设置操作日志记录综合飞行仪表显示不同工作单元之间的应急切换飞行仿真软件仿真控制台、飞控模拟器、数据链模拟器和三维虚拟视景软件组成，通过与实时软件配合实现对无人机的飞行仿真，实现操作员的拟真训练。无人机地面站系统模块2

指挥控制站的认知与维护指挥控制站任务规划单元CCS

CommandControl

Station90飞行前任务规划双机航路规划、链路规划及特情规划等实时任务规划综合态势显示双机任务规划切换功能飞行器状态监测前视与平显复合监控界面功能任务规划单元任务规划模式态势与显示模式利用无人机获取的战场信息以及作战任务目标进行详细的任务规划，并进行任务评估实时接收无人机飞行过程中的下行飞行数据，提供二维数字地图导航以及已经规划好的飞行计划、载荷、警告等信息显示。任务规划与态势软件无人机地面站系统模块2

指挥控制站的认知与维护指挥控制站任务监控单元CCS

CommandControl

Station视频显示采集并实时显示视频信号告警无人机系统告警提示飞行参数图符实时获取飞机平台状态参数，绘制图符（如：位置刻度以及方向刻度等）视频+图符实时视频与平显图符叠加功能任务平显软件任务平显软件在任务视频上叠加任务相关的平显符号，辅助任务操作手完成任务相关操作飞机滚转角攻角飞行高度和爬升率

空速时间显示航向角链路工作状态告警音关闭或开启轮载状态HelloWeChatWork字符叠加开关任务平显飞机航向角允许发射状态飞行高度和爬升率激光器可用状态目标方位角目标距离发射包线满足条件水平距离武器类型、投放模式、发射状态HelloWeChatWork武器最大最小发射距离火控平显任务监控软件实时载荷控制与工作状态检测综合故障告警与应急处置综合仪表显示与操作日志记录指令输入设备数据采集和处理同单元软件的设置控制不同无人机之间的切换数据数据接收、记录、显示发送目标信息与指令可发送目标信息到任务规划与态势软件，可发送SAR指令消息到任务监控软件图像数据实时截取、几何校正、地理编码ROI图像数据动目标模式数据针对动目标模式数据，支持数据扫描显示和动目标叠加显示功能侦察载荷处理软件侦察载荷处理软件主要完成对压缩SAR图像数据的显示处理谢谢无人机模块3无人机数据链系统认知与维护基础地面站系统目录0102无人机数据链功能无人机数据链组成要素什么是数据链？无人机通信链路主要指用于无人机系统飞行控制、载荷通信的无线电链路。数据链是无人机系统的主要组成部分之一，涉及到遥控遥测、跟踪定位、图像传输、微波通信、卫星通信、抗干扰通信、天线伺服、自动控制和计算机应用等多个技术领域，是一项复杂的信息系统工程。01无人机数据链功能——无人机数据链无人机数据链系统数据链功能无人机的数据链路用于在无人机飞行过程中，连接飞行器平台和地面操控指挥人员与设备的信息桥梁，基本功能是传递地面遥控指令，接收无人机的飞行、状态信息和传感器获取的情报信息。数据链典型功能对无人机及机载任务设备的遥控；对无人机及机载设备的遥测；对无人机的跟踪定位；对无人机侦察信息的实时传输与处理无人机数据链系统上行链路上行链路一般带宽为10Kb/s-200Kb/s，无论何时地面控制站请求发送命令，上行链路必须保证随时传送。下行链路下行链路提供两个通道。一条是用于向地面控制站传递当前的飞行速度、发动机转速以及机上设备状态等信息的状态信道（也称遥测信道），该信道需要较小的带宽。第二条信道用于向地面控制站传递传感器信息，它需要足够的带宽传送大量的传感器信息，带宽范围为300Kb/s-64Mb/s。数据链功能01无人机数据链功能——广义数据链讨论：数据链还有哪些用途？广义数据链afterBefore作战平台及其装备的性能是影响作战效能的关键因素独立的作战平台相互“链接”，平台间关系由松耦合变为紧耦合，通过平台优势互补和资源共享，形成体系作战能力。广义数据链（大量）信息共享，统一态势信息优势利用数据通信技术，较大作战空间内的各类传感器平台快速生成和交互不同方向获取的多个目标探测信息，指挥控制平台自动、实时处理并生成统一态势图，供战区内所有作战平台共享。广义数据链（高效、实时）战场指挥决策优势利用数据通信技术，改变了模拟通信体制下人工传递、人工处理等因素对指挥控制信息处理、生成及传输时效性的制约，通过自动生成指令和人工干预的结合，能够实现高效、实时的战场指挥控制。利用数据通信技术，在武器平台间实时交互协同信息，实现信息、干扰、航迹、火力等战术协同任务。（实时、精确）武器协同制导打击优势广义数据链数据链三大作用（大量）信息共享，统一态势（高效、实时）战场指挥（实时、精确）武器协同广义数据链（大量）信息共享，统一态势→信息优势（高效、实时）战场指挥→决策优势（实时、精确）武器协同制导→打击优势整体作战效能数据链以“粘合剂”的方式，依靠信息优势、决策优势、打击优势，最终成为整体作战效能的“倍增器”。“1+1>2”02无人机数据链组成要素数据链的组成数据链三大组成要素传输通道消息标准通信协议——定义数据链的类型和信息传递内容——协调数据链网络运行——表示数据传递过程和设备的总和数据链的组成基带信号处理发射机发射接收机接收基带信号处理天线天线信道无人机模块3无人机数据链系统认知与维护基础地面站系统目录0102无线电传播基本概念无线电传播基本原理03功率，振幅和分贝01无线电传播基本概念什么是电磁波？速度=光速c（每秒30万公里）电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播即形成了电磁波。可以用三个相互垂直的矢量描述电磁波的产生：电矢量E、磁矢量H、传播矢量v低频段传播损耗小，覆盖距离远，绕射能力强。但是低频段的频率资源紧张，系统容量有限，因此低频段的无线电波主要应用于广播、电视、寻呼等系统。高频段频率资源丰富，系统容量大。但是频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近，绕射能力越弱。电磁波传播特性与频率的关系f=1/T单位：Hz频率物质在1s内完成周期性变化的次数，常用f

表示。是指波在一个振动周期内传播的距离。波长Wavelength

frequency无线电波

基本概念一高频无线电广播频率为22.4MHz，其波长为多少？例题

无线电频段划分垂直极化水平极化无线电波的极化无线电波在空间传播时，其电场的传播方向时按照一定的规律变化的，这种现象成为电波的极化如果电场方向垂直与地面，成为垂直极化波，若电场方向平行地面称为水平极化波02无线电传播基本原理直射在自由空间中，电波沿直线传播。散射这个障碍物的尺寸小于电磁波的波长，并且单位体积内这种障碍物的数目非常巨大时，会发生散射反射、折射与穿透障碍物远大于波长：反射和折射良导体，反射不带来衰减；绝缘体，只反射入射波能量的一部分，剩下的被折射入先得介质继续传播。非理想介质：电磁波贯穿介质，即穿透绕射（衍射）障碍物的尺寸与电磁波的波长接近时，电磁波可以从该物体的边缘绕射过去。绕射可以帮助进行阴影区域的覆盖。无线电波传输方式无线电波在真空中传播的速度，等于光在真空中传播的速度PL=32.44+20lgf+20lgd自由空间中的路径损耗自由空间路径损耗无线电传播基本原理频率为1GHz的信号，经过10km的自由空间传播，损耗为多少dB.例题

解：03功率、振幅与分贝功率振幅dB（单位x）=10log10(单位x)以dBW为单位的功率=10log10P(W)以dBmW为单位的功率dBm=10log10P(mW)dB（单位x）=20log10(单位x)分贝(dB)度量两个相同单位数量比例的计量单位，用dB表示单位：瓦（W）毫瓦（mW）无线电传播基本原理通常认为一个典型的飞机无线电接收机在天线端口具有输出功率100W，它是多少dBW？例题解：以dBW为单位的功率=10log10P(W)=10log1016=12.04dBW无人机模块3无人机数据链系统认知与维护基础地面站系统本讲内容信息论基础消息、信息与信号信息量相关概念信息量计算通信系统模型通信系统一般模型模拟通信系统模型数字通信系统模型通信方式通信系统性能指标信息论基础1消息信息和信号010203消息

信息

信号010203通信系统传输的对象连续消息：语音，温度，图像离散消息：数据，文字，符号消息消息中蕴含的有效内容。信息消息的电表示形式/传输载体信号模拟信号：信号参量取值连续数字信号：信号参量取值离散思考：如何区分模拟与数字信号？

看携载消息的信号参量取值模拟信号：取值连续（无穷多）数字信号：取值离散（有限个）判断下列信号是数字信号还是模拟信号？A.数字信号B.模拟信号信息的度量消息中不确定的内容才构成信息。通信的目的在于传输消息中所包含的信息。消息中不确定的内容才构成信息。信息量就是对这种不确定性的定量描述。信息具有普遍存在性（即存在于任何事物的运动和变化中）；可扩充或压缩性；可存储与传输性；相对性（不同的认识主体观察到的信息不同）；可度量、可共享和时效性（信息具有“生命周期”）。信息量就是对这种不确定性的定量描述。在当今信息社会中，信息是最宝贵的资源之一。信息必须依附于一定的物质形式存在，这种承载信息的物质就是消息。同样的信息可用不同形式的消息来表述。信息是消息的内涵，即消息中包含的有效内容。信息的度量如何度量信息量？信息的度量度量方法与消息的种类无关。与消息的重要程度无关。消息中所含信息量和不可预测性或不确定性有关。消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。思考：世贸中心大楼被炸和明天下雨哪个信息量大？信息量I

可用概率P

来度量

I=f[P(x)]

离散消息的信息量a=2，比特(bit)，简记为ba=e，奈特(nat)

a=10,哈特莱(Hartley)例题试求：等概独立发送符号时，每个符号的信息量。2四进制信源（0，1，2,3）1二进制信源（0，1）每个四进制符号可用2个二进制符号表示。概率相同，每个符号蕴含的信息量也相同；二进制的每个码元含1

（b)

四进制的每个码元含2

（b)推广：M进制的每个码元含log2M

（b)

2

通信系统模型通信系统一般模型模拟通信系统模型数字通信系统模型信源发送设备信道接收设备信宿通信系统的组成噪声发送设备信源信宿接收设备信道信源信宿作用消息转化为原始电信号分类模拟信源，数字信源模拟信源模拟信源输出连续的模拟信号如话筒，摄像机输出离散的数字信号，如电传机（键盘字符—>数字信号）、计算机等各种数字终端数字信源信宿：电信号

消息信号发送设备作用原始电信号

适合于在信道中传输的信号,如：编码，调制使发送信号与信道特性匹配抗信道干扰功率够，传输距离远发送设备作用原始电信号

适合于在信道中传输的信号,如：编码，调制使发送信号与信道特性匹配抗信道干扰功率够，传输距离远信号放大和反变换，其目的是从收到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号接收设备信道作用信道是一种物理媒质，用来将来自发送设备的信号传送到接收端有线：明线、电缆和光纤无线：自由空间分类信道既给信号以通路，也会对信号产生各种干扰和噪声信道的固有特性及引入的干扰和噪声直接关系到通信的质量两对重要变换模拟消息原始电信号（基带）-信源信宿基带信号已调信号（带通）-调制，解调器模拟通信系统的模型数字通信系统模型信源编码模/数转换，提高有效性信道编码增强抗干扰能力调制解调调制：把信息寄托到载波上解调：从已调信号中卸载信息数字通信系统优点需要较大的传输带宽；对同步要求高。抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；便于处理、变换、存储；便于将来自不同信源的信号综合传输；易于集成；易于加密。缺点数据通信方式3rd同一个通信系统可以分属于不同分类AM广播系统——中短波通信、模拟通信、带通传输系统

通信系统分类3456传输方式通信业务工作波段复用方式基带传输、带通传输电话、数据、图像通信等长波、中波、短波、微波、红外以及激光通信等频分、时分、码分复用有线通信、无线通信2信道类型1模拟通信、数字通信信号类型按传输方向和时间分单向

如：广播，电视，寻呼双向、不同时

如：对讲机双向、同时

如：电话，手机单工方式半双工方式全双工方式按数字码元传输时序分在并行信道上同时传输n个比特信息01100100数字码元序列按时间顺序一个接一个地在一条信道中传输优点：成本低，只需一条通信信道；缺点：速度慢，需要外加同步措施。应用：远距离的通信。优点：节省传输时间，速度快;

缺点：需要n条通信线路，成本高;

应用：设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间数据的传输串行通信并行通信单工通信，半双工通信以及全双工通信有何区别？通信系统主要性能指标th4可靠性有效性性能指标通信系统主要性能指标数字通信系统的有效性指标

码元传输速率RB

（传码率、波特率）每秒传送的码元个数。定义单位波特（Baud）计算若一个码元的时间长度为Ts

秒，则

例如：1秒内传输1000个码元，则

RB

=1000

Baud思考：码元传输速率与进制数有关吗？数字通信系统的有效性指标

信息传输速率Rb(传信率，比特率)每秒传递的比特数（信息量）定义单位计算

比特/秒（bit/s

）简记为

b/s

或bps

例题1.设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200B，试求该系统的信息传输速率？若改为传送8进制码元，码元传输速率为2400B，此时该系统的信息传输速率为多少？A系统2000b/s占用2000Hz的带宽B系统1500b/s占用1000Hz的带宽。VS思考：哪一个系统有效性好？Q&A路宽阔程度平坦程度行驶速度带宽信息传输速率通信系统数字通信系统的有效性指标

频带利用率——把带宽与传输速率联系起来定义为单位带宽内的传输速率定义单位计算

数字通信系统的可靠性指标

误码率:Pe误信率(误比特率）

Pb

谢谢。无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304GDT无人机地面数据终端GDT

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DATATerminal上行下行遥控遥测GDTADT地面数据终端GDT视距链路地面数据终端卫星链路地面数据终端遥控遥测信息传输跟踪定位视距链路地面数据终端卫星链路地面数据终端地面数据终端视距链路地面终端遥控遥测定位跟踪信息传输卫星链路地面终端延申作用距离超视距远距离测控与信息传输GDT卫星链路机载数据终端数据终端指标作用距离数据传输能力抗干扰能力组网联合作战能力无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304GDT无人机地面数据终端GDT

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DATATerminal视距通信1.掌握无人机视距通信波段2.了解微波通信传播特性

3.认识微波通信天线；

4.了解中继站的功能及分类；无人机测控与信息传输系统一直以来采用C/UHF双波段视距数据链完成无人机的遥控、遥测、跟踪定位和侦察信息的实时传输，受无线电视距的限制，视距数据链最大通信距离为250km。视距通信无人机飞行操控员使用标准飞行驾驶杆和相关控制系统来控制无人机，通过C波段视距数据链路将控制指令发出去。当无人机与地面站的距离操作超出了C波段的范围时，将使用Ku/Ka波段卫星链路，在卫星和飞机之间传输命令和应答。视距通信微波Microwave微波是一种电磁波，微波射频为300MHz～300GHz，是全部电磁波频谱的一个有限频段。LFMFHFVHFUHFSHFEHFMicrowave

10Km1Km100m10m1m10cm1cm1mmf30KHz300KHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz红外线可见光将部分微波波段进行了定义，并且单独命名微波天线什么是视距传输？视距传输受什么影响？视距传输发送天线和接收天线之间没有障碍物阻挡视距传输，除了容易受山体或建筑物等影响之外，还会受到地球表面弧度的限制。地球是一个球体，地球的表面是有弧度的。微波天线发出的微波，经过一定距离之后，就会被地球表面所阻挡，无法继续传播。无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304GDT无人机地面数据终端GDT

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DATATerminal超视距通信如果通信距离超过视距通信距离怎么办呢如果要进行远距离传输，就必须进行“接力”，也就是说，需要设置微波中继转接站。微波中继转接站接收到前一站的微波信号，加以放大等处理，再转发到下一站去，就像接力赛跑一样，直到抵达最终收信端。中继传输方式中继站repeaterstation中继站就是一部负责接收并转发无线电信号的电台。它是将信号进行再生、放大处理后，再转发给下一个中继站，以确保传输信号的质量。于是各个电台就通过中继台的转发覆盖到更广的通联范围，帮助小功率设备扩大信号的目的。中继台的接收与发射半径覆盖面大，通过中继台的转发，就可以解决普通电台与电台之间因距离而不能通联的制约。地面中继系统当无人机在地面测控站视距范围以外时，则要通过地面中继站中继。地面中继系统地面中继方式主要用于克服地形阻挡。当地面测控站与无人机之间由于地形阻挡而不能实现无线电通视时，可在与无人机和地面测控站都能通视的地方设置一个地面中继站，实现地面中继测控与信息传输。01机载设备02地面中继设备03地面测控站地面测控站与地面中继站之间的数据链路，可以与地空视距链路共用(但有工作频率区分)，也可以单独设置中继专用链路。地面中继系统组成由于中继站设置在地面，一般不考虑采用无人值守的中继转发站，因此中继站除了起中继转发作用外，也是一个地面测控站。中继站可以与地面测控站相同规模，也可以是具有更好机动性的小型站，便于布置在地形较高的位置。地面中继站设备实际上是在一个地面测控站上增配中继收发设备。测控站的定向天线一般带有一定高度的升降杆(以便保证足够的中继视距)，可以采用手动调节指向，保证两站之间天线互相对准。地面中继系统空中中继系统空中中继方式也可以用于克服地形阻挡，但更多的是用于延伸作用距离。当地面测控站与无人机之间由于地形阻挡或距离太远而不能实现无线电通视时，可在与无人机和地面测控站都能通视的空中平台上设置一个中继站，实现空中中继测控与信息传输。可以用作空中中继平台的有无人机、有人机、飞艇、气球等。空中中继系统空中中继系统空中中继平台一般是与任务无人机同类的无人机，中继无人机上配备的设备实际上是两部分组成。

一部分是与任务无人机上设备相同功能的机载数据终端，它完成与测控站的双向数据传输，实现对中继无人机的测控与信息传输；

另一部分是与测控站数据终端相同功能的中继设备，它完成与任务无人机的双向数据传输，实现对任务无人机的测控与信息传输。这是一个副标题为了保证中继机与任务机之间的传输距离，中继机与任务机之间的双向数据传输必须采用定向天线。定向天线的跟踪一般可以采用数字引导方式(依靠机上导航定位数据，保证互相对准)，有时也可以采用自跟踪方式。空中中继系统空中中继方式的作用距离受到空中中继平台高度和机载天线尺寸的限制，当一次中继不能满足要求时，可考虑采用多级中继，但采用转发器方式的系统不适合多级中继。无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304无线电几何视距距离：AB两点的直线距离无线电几何无线电几何飞行高度与通信距离的关系受地球曲率半径的影响，极限直视距离Rmax和发射天线与接收天线的高度HT与HR间的关系为：无线电几何一架飞机以最大飞行高度飞行（设为10Km）它距地平线之间的距离是多少？若使两飞机之间保持视距通信，两飞机之间的最大距离是多少？例题无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304GDT无人机地面数据终端GDT

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DATATerminal视距链路地面终端视距地面数据终端遥控数据上行下行低速遥测数据遥控数据上行下行图像/任务和遥测数据C波段（主用）UHF波段（备用）确保近场起飞，降落飞机安全，视距地面数据终端天线全向天线远距的高速侦察信息传输定向天线全向天线近距信号传输C波段（主用）UHF波段（备用）卫星天线C定向天线C全向天线GDT机柜信道组合终端处理机天线控制组合UHF射频前端C定向天线C波段天线组合变频组合摄像头组合地面C全向天线地面C功放C定向射频前端C全向射频前端射频前端功率放大器实现发射通道的射频信号放大低噪声放大器实现接收通道的射频信号放大天线开关射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换双工器将发射和接收信号的隔离，保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作滤波器保留特定频段内的信号，而将特定频段外的信号滤除射频前端是射频收发器和天线之间的一系列组件双工器天线接收机发射机收发共用天线滤波器保留特定频段的信号图像解压缩单元终端处理机C调制解调器UHF调制解调器图像压缩UHF数据处理单元C数据处理单元C跟踪接收机天线控制组合调整和控制天线和天线座的工作状态与角度位置天线伺服系统驱动天线按预定方位转动无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统GDT无人机地面数据终端GDT

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DATATerminal工作原理视距地面数据终端遥控数据上行下行低速遥测数据遥控数据上行下行图像/任务和遥测数据C波段（主用）UHF波段（备用）确保近场起飞，降落飞机安全，远距离遥控和遥测信息的可靠传输编码，加密，信道编码，扩频和调制变频放大变频放大双工器、低噪声放大器下变频下变频跟踪接收机天线方位误差电压C波段调制解调器解调、信道译码、解密复合数据流遥控数据无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304GDT无人机地面数据终端GDT

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DATATerminalGDT选址你认为，GDT选址需要有哪些注意事项？视距链路地面站与飞机跑道之间无遮挡物地面站与跑道之间预留足够的距离，确保信号覆盖整个跑道GDT舱周围没有任何高楼或高地，这可能导致信号反射选址完成后，使用设备检查使用的频段内是否存在干扰频段无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304GDT布站地面数据终端布站选定架设区域选定架设区域，舱尾对着跑道方舱调平GDT舱四周千斤顶下铺设垫块，调平方舱线缆连接GDT与CCS光缆连接，（注意光缆的长度）防止线缆被踩踏、碾压安装接地杆，连接地线连接GDT电源线安装天线地面数据终端安全规则警告：升天线时，天线座下面禁止人员出入！警告：联试光纤架设时需架高，防止踩踏，车辆碾压等破坏！警告：油机在刚关机时外壳温度较高，注意烫伤！警告：天线没有升起来之前，天线控制组合禁止打开强电开关！警告：天线降落结束后，必须通过天线固定螺栓将天线面固定后才能关闭滑盖地面数据终端安全规则注意：在风速较大的环境工作时，天线需使用三根线缆连接地桩进行固定注意：方舱移动或运输时，系统必须处于完全撤收状态注：升天线过程中注意线缆不被卡断无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304GDT无人机地面数据终端GDT

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DATATerminalGDT布站地面数据终端布站选定架设区域选定架设区域，舱尾对着跑道方舱调平GDT舱四周千斤顶下铺设垫块，调平方舱线缆连接GDT与CCS光缆连接，（注意光缆的长度）防止线缆被踩踏、碾压安装接地杆，连接地线连接GDT电源线安装天线C天线升起准备工作所有电缆连接良好，确保电源为220V（50Hz)

开始工作

1.GDT设备上电

2.点击“OPEN”，打开滑盖

3.取下天线底座固定螺母，放置在固定位置

4.松开天线面锁定螺栓，取下螺母，放置在固定位置

5.升天线（天线升到顶后自动停止）

6.紧固托盘锁定螺母7.关闭滑盖为什么要先打开滑盖?头脑风暴C天线升起设备通电，打开配电箱对应开关解锁方舱滑盖保护锁，打开滑盖取下天线底座固定螺母，天线表面锁定螺栓升起天线天线升到顶后，自动停止，锁紧螺母固定关闭滑盖通电解锁（滑盖）、打开解锁（面锁）升起固定关闭C天线升起警告：一定要打开车顶滑盖后在松开天线面固定销，否则易损坏工业电视支架警告：在升天线操作时，天线座下禁止人员出入！从天线舱取出UHF天线，置于天线杆顶部，拧紧锁紧装置连接天线电缆，用绑扎线固定天线控制盒插头连接到控制盒插座打开配电箱的天线控制器开关点击上升按键，升天线（自动停止）关闭天线控制盒，安装插座保护盖UHF天线升起准备工作所有电缆连接良好，确保电源为220V（50Hz)

开始工作UHF天线升起将天线控制盒插头连接到对应插座打开GDT方舱配电箱的对应电源开关单机天线控制盒的上升键，执行升起操作关闭控制盒，并安装插座保护盖从天线舱取出UHF天线，置于天线杆，锁紧连接电缆，并用绑扎线固定连接开关升起关闭安装接线\固定能否不捆扎天线电缆?头脑风暴如遇到大风天气，应如何应对?头脑风暴UHF天线升起注意：升天线过程中线缆不被缠绕或卡断警告：风速17-20，天线需使用三根线缆连接接地桩固定，风速10-13，禁止做升降操作打地桩固定拉绳整理线缆地面数据终端定位准备工作

1.所有电缆连接良好，确保电源为220V（50Hz)2.GPS需要两节AA电池开始工作

1.打开GPS

2.在主界面选择卫星

3.将GPS放在C定向天线的底座上，等待不小于5分钟

4.拿下GPS，记录位置信息

5.对地面站全部设备上电

6.在CCS链路监控软件中输入GDT的经纬高为什么将GPS放在C定向天线的底座上？头脑风暴地面数据终端安全规则警告：升天线时，天线座下面禁止人员出入！警告：联试光纤架设时需架高，防止踩踏，车辆碾压等破坏！警告：油机在刚关机时外壳温度较高，注意烫伤！警告：天线没有升起来之前，天线控制组合禁止打开强电开关！警告：天线降落结束后，必须通过天线固定螺栓将天线面固定后才能关闭滑盖地面数据终端安全规则注意：在风速较大的环境工作时，天线需使用三根线缆连接地桩进行固定注意：方舱移动或运输时，系统必须处于完全撤收状态注：升天线过程中注意线缆不被卡断无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304目录010203天线接收和发射原理天线的振子天线的主要参数01天线接收和发射原理把从导线上传下来的电信号转换为无线电波发射到空间收集无线电波并产生电信号什么是天线？能够有效的向空间辐射电磁波或能够有效的接收电磁波的装置

天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量天线应使电磁波几种与确定地方向上，即天线具有方向性天线应发射或接收规定极化地电磁波，即天线有适当地极化天线应具有足够地工作频带天线的功能电磁波的发射与接收天线的辐射如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。

当张开部分的导线长度远小于波长时），导线的电流很小辐射很微弱；当导线的长度增大到可与波长相差不是太远时（波长的1/2），导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。因此，天线尺寸与波长相关，即与频率相关，频率越高，天线尺寸越小

天线的辐射波长×频率=真空中的光速（常数）按波长分：中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线...按性能分：高增益天线、中增益天线...按指向分：全向天线、定向天线、扇区天线...按用途分：基站天线、电视天线、雷达天线、电台天线...按结构分：线天线、面天线...按系统类型分：单元天线、天线阵...按外型来分：鞭状天线、抛物面天线、八木天线天线的分类拉线天线也称导线天线或钢索天线，是一种机载短波天线。飞机的远距离通信，比如在某些低速和亚声速飞机上，仍然采用结构简单、效率高的拉线天线。拉线天线主要有Г形、T形、斜拉式三种，其中第三种是较为普遍采用的一种。例如国产的Y7飞机与H6飞机上，安装的是无桅杆的倾斜式钢索天线。经过多年使用和改进，这种天线在各种场合下维护简便，方向图也较好，一直被飞机设计师们优先选用。这种天线以典型的导线天线作为馈电终端（位于机身的下半部），另一端与机尾或接地小飞机绝缘，兼具闪电保护功能。但对于更高性能的喷气式飞机来说，这种天线会产生气动阻力，这就要求相对于机身的读出角度最小。拉线天线的优点是花费低，易于根据飞机的设计进行安装、改造；缺点是安装在飞机外部，易于受损，气动阻力较大。拉线天线超短波波段的机载天线，其常见形式为刀形天线。它是一种宽带天线，其截面为流线型，外形为军刀状。巡航速度在1000km/h以内的飞机都可以使用，包括民用客机、运输机和战斗机。刀型天线VHF通信的刀形天线通常安装在机身顶部及机身底部，以便实现全方位覆盖。机载天线的绝大部分都突出在机身外部。为了在机身内部安装天线，需要有配套的天线罩；但天线罩要突出机身，形成鼓包。突出在机身外部的天线多为刀形天线或鞭状天线。飞机上的这些传统的天线，无论是装在飞机内部，还是装在飞机外部，都对飞机的气动特性有不利的影响。所以，从改善飞机的气动外形角度出发，希望对传统的天线加以改进，而改进的方向之一就是采用共形天线。共形天线是和物体外形保持一致的天线或天线阵。共形阵列天线是当前天线技术的发展方向之一。共形天线在通信和雷达领域获得了一定应用，但在理论研究和工程实践中仍存在许多技术难题。结合微带阵列天线技术，共形微带阵列天线是研究的一个热点。共形天线02天线的振子有了电场，就有了磁场，有了磁场，就有了电场，如此循环，就有了电磁场和电磁波。。。导线电流方向的变化，产生了变化的电场产生电场的这两根直导线，就叫做振子。天线的振子通常两臂长度相同，所以叫对称振子。长度像图中这样的，叫半波对称振子。半波对称折合振子半波对称振子天线的振子形态各异的振子确切地说，振子不是一个完整的天线。振子是天线的核心部件，形态会随天线的形态变化而变化全向天线就是向四周发射和接收信号的而定向天线，是向指定方向。全向天线定向天线抛物面天线卫星地面站高增益，低副瓣，方向图尖锐可以形成高增益笔形波束八木天线优点：方向性强，增益高缺点：频带窄，调整麻烦鞭状天线鞭状天线也称“鞭形天线”，一种简单的垂直天线。因外形多为鞭状，故称。短波、超短波电台进行移动通信最常用的天线。其长度一般为工作波长的四分之一左右。为了便于携带，其结构多为接杆式、拉杆式或蛇骨式等类型，可以拆卸、伸缩或弯曲折叠。主要优点是：结构简单，使用方便，全方向性，机动性好，适于运动中的无线电台使用。军用步谈机、电台车、坦克电台和舰艇电台等都配有制式的鞭状天线。03天线的主要参数方向图在离天线预定距离处，辐射场地相对场强随方向变化地曲线图，通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图表示。E面：辐射电场矢量所在的平面H面：辐射磁场矢量所在的平面天线的主要参数一对半波对称振子产生的天线方向图天线在空间辐射强度随方位、俯仰角度分布的曲线图形叫天线方图。天线方向图通常是一个三维空间的曲面图形。为了表示方便起见，在工程中常用归一化方向图。天线方向图如何让信号传输的更远呢？增加振子传输距离明显变长让信号传输的更远挤一挤，还可以更远反射板+多个振子天线方向图天线的增益由于自由空间半波长偶极子的增益为2.15dBi，故dBd比dBi大2.15dB。常用两种方法定义天线的增益。相对理想点源（各向同性辐射体）其单位用dBi表示；相对半波偶极子，其单位用dBd表示。G(dBi)=G(dBd)+2.15dB在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比.

dBd和dBi的区别一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射

对称振子的增益为2.17dB一个各向同性的辐射器在所有方向具有相同的辐射一个天线与对称振子相比较的增益用“dBd”表示一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用“dBi”表示例如:3dBd=5.17dBi在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，用理想的全向天线，假设需要100W的输入功率，而如果改用增益为G=20dBi的某定向天线作为发射天线，输入功率只需1W。天线的频带宽度天线工作频带宽度简称为带宽，它是指天线的电性能都符合产品标准所规定的要求的频率范围。无论发射天线和接收天线，他们总是在一定频率范围内工作的，天线工作在中心频率时性能最好，在工作频带内性能变化不大。天线的极化就是它辐射无线电波中电场的极化。

天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向。天线的极化垂直极化水平极化-45度极化+45度极化双极化天线V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)两个天线为一个整体，传输两个独立的波

交叉极化天线可能在非预定的极化上产生不需要的极化分量。例如：水平极化天线，也可能产生垂直极化分量，把这种不需要的极化波就称作交叉极化波，也可做正交极化波。实际通信中，要求收发天线极化方向必须一致，收发天线极化一致也叫做极化匹配。对线极化天线，发射天线用垂直极化，那么接收天线也必须用垂直极化.当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时，例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波，或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时，天线就完全接收不到来波的能量，这种情况下极化损失为最大，称极化完全隔离。无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304目录010203天线接收和发射原理天线的振子天线的主要参数01天线接收和发射原理把从导线上传下来的电信号转换为无线电波发射到空间收集无线电波并产生电信号什么是天线？能够有效的向空间辐射电磁波或能够有效的接收电磁波的装置

天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量天线应使电磁波几种与确定地方向上，即天线具有方向性天线应发射或接收规定极化地电磁波，即天线有适当地极化天线应具有足够地工作频带天线的功能电磁波的发射与接收天线的辐射如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。

当张开部分的导线长度远小于波长时），导线的电流很小辐射很微弱；当导线的长度增大到可与波长相差不是太远时（波长的1/2），导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。因此，天线尺寸与波长相关，即与频率相关，频率越高，天线尺寸越小

天线的辐射波长×频率=真空中的光速（常数）按波长分：中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线...按性能分：高增益天线、中增益天线...按指向分：全向天线、定向天线、扇区天线...按用途分：基站天线、电视天线、雷达天线、电台天线...按结构分：线天线、面天线...按系统类型分：单元天线、天线阵...按外型来分：鞭状天线、抛物面天线、八木天线天线的分类拉线天线也称导线天线或钢索天线，是一种机载短波天线。飞机的远距离通信，比如在某些低速和亚声速飞机上，仍然采用结构简单、效率高的拉线天线。拉线天线主要有Г形、T形、斜拉式三种，其中第三种是较为普遍采用的一种。例如国产的Y7飞机与H6飞机上，安装的是无桅杆的倾斜式钢索天线。经过多年使用和改进，这种天线在各种场合下维护简便，方向图也较好，一直被飞机设计师们优先选用。这种天线以典型的导线天线作为馈电终端（位于机身的下半部），另一端与机尾或接地小飞机绝缘，兼具闪电保护功能。但对于更高性能的喷气式飞机来说，这种天线会产生气动阻力，这就要求相对于机身的读出角度最小。拉线天线的优点是花费低，易于根据飞机的设计进行安装、改造；缺点是安装在飞机外部，易于受损，气动阻力较大。拉线天线超短波波段的机载天线，其常见形式为刀形天线。它是一种宽带天线，其截面为流线型，外形为军刀状。巡航速度在1000km/h以内的飞机都可以使用，包括民用客机、运输机和战斗机。刀型天线VHF通信的刀形天线通常安装在机身顶部及机身底部，以便实现全方位覆盖。机载天线的绝大部分都突出在机身外部。为了在机身内部安装天线，需要有配套的天线罩；但天线罩要突出机身，形成鼓包。突出在机身外部的天线多为刀形天线或鞭状天线。飞机上的这些传统的天线，无论是装在飞机内部，还是装在飞机外部，都对飞机的气动特性有不利的影响。所以，从改善飞机的气动外形角度出发，希望对传统的天线加以改进，而改进的方向之一就是采用共形天线。共形天线是和物体外形保持一致的天线或天线阵。共形阵列天线是当前天线技术的发展方向之一。共形天线在通信和雷达领域获得了一定应用，但在理论研究和工程实践中仍存在许多技术难题。结合微带阵列天线技术，共形微带阵列天线是研究的一个热点。共形天线由于馈源位于抛物面的焦点上，电波经抛物面反射后，沿抛物面法向平行辐射。接收时，经反射面反射后，电波汇聚到馈源，馈源可接收到最大信号能量。抛物面天线馈源抛物面完成信号发送，接收和跟踪卫星的任务。由于卫星传来的微波信号很微弱，因此天线尺寸大一些，接收微弱信号的能力更强。卡塞格伦天线卡塞格伦天线是一种双反射面天线，它由两个反射面和一个馈源组成。主反射面是一个旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上，抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合，都位于F2点。从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合，经主副反射面的两次反射后，电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说，副反射面的存在遮挡了一部分能量，使得天线的效率降低，能量分布不均匀，必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后，天线效率可提高到0.7～0.75，而且能量分布均匀。目前，大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。副反射面为旋转双曲面经主副反射面的两次反射后，电波平行于抛物面法向方向定向辐射主反射面（抛物面）副反射面（双曲面）馈源双曲面焦点偏馈天线偏馈天线无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304目录010203天线接收和发射原理天线的振子天线的主要参数02天线的振子有了电场，就有了磁场，有了磁场，就有了电场，如此循环，就有了电磁场和电磁波。。。导线电流方向的变化，产生了变化的电场产生电场的这两根直导线，就叫做振子。天线的振子通常两臂长度相同，所以叫对称振子。长度像图中这样的，叫半波对称振子。半波对称折合振子半波对称振子天线的振子形态各异的振子确切地说，振子不是一个完整的天线。振子是天线的核心部件，形态会随天线的形态变化而变化全向天线就是向四周发射和接收信号的而定向天线，是向指定方向。全向天线定向天线抛物面天线卫星地面站高增益，低副瓣，方向图尖锐可以形成高增益笔形波束八木天线优点：方向性强，增益高缺点：频带窄，调整麻烦鞭状天线鞭状天线也称“鞭形天线”，一种简单的垂直天线。因外形多为鞭状，故称。短波、超短波电台进行移动通信最常用的天线。其长度一般为工作波长的四分之一左右。为了便于携带，其结构多为接杆式、拉杆式或蛇骨式等类型，可以拆卸、伸缩或弯曲折叠。主要优点是：结构简单，使用方便，全方向性，机动性好，适于运动中的无线电台使用。军用步谈机、电台车、坦克电台和舰艇电台等都配有制式的鞭状天线。无人机模块4无人机地面数据终端认知与维护数据链与指挥控制系统Contents系统概述指挥控制站地面数据终端起降引导站01020304目录010203天线接收和发射原