《导航》课件-25发射机和接收机的通信方法

课前回顾：1.组合导航优点。2.Kalman滤波中心思想。遥控器的指令是怎样传送至接收机的？导入新课：123R1发射机和接收机的通信方法1．无人机通信链路系统组成；2.编码调制。课时：2学时教学目标：1.了解信号脉冲的编码方式和高频电路的调制方式。2.掌握接收机和其他设备通信协议。知识目标：教学目标：1.会使用示波器查看接收机输出的PWM、PPM、SBUS、DSM2信号。能力目标：素质目标：1.培养良好的职业技能。2.增强法治观念，提高法律意识。3.培养开拓和创新意识。R1.1无人机通信链路系统组成

无人机通信链路分成机载端和地面端两部分。其中，链路的机载部分包括机载数据终端和天线。对于一般的轻小型民用无人机系统来说，机载数据终端为遥控器接收机或者数传天空端；对于大型军用和民用无人机来说，机载数据终端包括天线、发射机、接收机以及用于连接接收机和发射机到系统其余部分的控制盒，有些机载数据终端为了满足下行链路的带宽限制，还提供了用于压缩数据的处理器。视距内通信的无人机多数安装有全向天线，超视距通信的无人机一般采用自跟踪抛物面卫通天线。R1.1无人机通信链路系统组成

链路的地面部分也称地面数据终端。对于一般的轻小型民用无人机来说，机载地面端为遥控器或者数传地面端；对于军用和大型民用无人机来说，该终端包括一副或几副天线、接收机和发射机以及调制解调器。若传感器数据在传送前经过压缩，则地面数据终端还需采用处理器对数据进行重建。视距内通信链路地面天线采用鞭状天线、八木天线和自动跟踪抛物面天线。超视距通信的控制站还会采用固定卫星通信天线。地面数据终端可以分装成几个部分，一般包括一条连接地面天线和地面控制站的本地数据连线以及地面控制站中的若干处理器和接口。R1.1无人机通信链路系统组成

下图展示了遥控指令的产生至被执行的整个过程。R1.2编码调制

遥控及任务指令产生后，一般需要进行编码调制，常用的编码调制方式有PWM、PPM。同时它们也是接收机和其他设备通信的协议。

1）PWM

PWM（PulseWidthModulation）是脉冲宽度调制的英文缩写。PWM不可以时分复用,主要是通过周期性跳变的高低电平组成方波，是以脉冲占空比来传递信息，最终实现连续数据的输出。R1.2编码调制

PWM的优势如下：（1）由于传输过程全部使用满电压传输，非0即1，很像数字信号，所以PWM拥有了数字信号的抗干扰能力。（2）脉宽的调节是连续的，使得它能够传输模拟信号。（3）PWM信号的发生和采集都非常简单，现在的数字电路则使用计数的方法产生和采集PWM信号。（4）信号值与电压无关，信号的传输受干扰小，这在电压不恒定的条件下非常有用，比如电池电压会随着消耗而降低，DC-DC转换器会存在纹波等情况。R1.2编码调制2）PPMPPM（PulsePositionModulation）是脉冲位置调制的英文缩写，是以不同时刻出现的脉冲位置传递信息，可以时分复用，其编解码方式一般是使用积分电路来实现的。它是通过将多个控制通道集中放在一起调制而成，也就是一个PPM脉冲序列里面包含了多个通道的信息。如下图所示：R1.2编码调制2）PPM标准的PPM信号，以0.4ms的低电平为起始标识。后边以电平的上升沿的间隔时间来表达各个通道的控制量，刚好等于PWM信号的高电平持续时间，也就是1000us~2000us之间。一般排列10个上升沿后，电平保持高电平，直到重复下一个PPM信号。由上图可知，第一个通道对应的PWM信号高电平持续时间为1.9ms，对于多旋翼无人机来说，第一通道对应的是副翼（控制滚转），则说明遥控器副翼控制杆打到了右极限位置。R1.3小组比拼学生每六人一组，每小