外军无人机数据链发展现状及关键技术研究论文_张钧博, 刘忠贤

外军无人机数据链发展现状及关键技术研究论文_张钧博, 刘忠贤

(解放军陆军炮兵防空兵学院 安徽省 230031)

摘要:无人机是现代战场上的新型作战力量,在未来战争中将发挥越来越重要的作用,同时战争对无人机的需求和依赖性也在日益增长,驱动了该领域很多革命性的新概念的涌现。

本论文主要是对作为无人机重要组成部分的外军无人机数据链的发展现状及关键技术进行研究,对外军无人机数据链的现状进行了系统的分析,总结和分析了外军无人机数据链的发展,同时根据当前新的作战运用,预测无人机的发展,可为相关领域的工程技术人员提供参考,因而具有重要意义。

关键词:无人机,外军,数据链

无人机数据链路是整个无人机系统的重要组成之一,不可或缺的一部分,是地面控制站与无人机之间连接的桥梁、信息传递的纽带。具体的操作过程是:通过上行发送遥控指令给无人机,操作无人机动作、姿态,而无人机的位置信息、任务设备获取的信息等则通过下行信道由无人机传递至地面控制站,同时数据链路的技术指标、工作状态可以直接影响到整个无人机系统的技术指标以及全系统的运行状态。所以说,数据链路就是无人机系统的生命线。因此对于无人机数据链路的研究应运而生,而有着丰富经验的外军无人机数据链路更是研究的主要对象。

1研究背景

当今世界,随着科学的发展,武器系统的更新换代,作战方式在不断地改变,信息化、网络化、无人化成为作战方式发展的大趋势。而无人机作为新型作战力量,已经成为战场上不可忽视的一部分力量,因此对于无人机的应用、战法以及如何增强无人机的战斗力,已经无人机研究中的重点。对于无人机的战斗力的提升的首要关键在于增强对无人机的控制能力,在这一点上,无人机数据链路起到了关键作用【8】。

本论文的主要目的是对外军无人机数据链路的发展现状及关键技术进行研究,针对研究的结果比对我军现状,寻找差距,以期能够给与我国军用无人机的数据链路发展一些建议。总结国外(主要是美国)无人机数据链路的发展现状,对无人机数据链路系统的关键技术进行了研究分析,并预测了无人机数据链路的发展趋势。

2外军无人机数据链发展现状

2.1美军无人机数据链发展现状研究

早期的美国无人机数据链路主要是根据飞机研发,不成体系,传递速度不规范,后来随着装备数量的增加,美军开始意识到,这种无序的发展对于装备效能的应用影响不利,于是着手规划和统一,并发展了数据链路【1】。

目前关于美军的无人机数据链路类型主要有:Link16、Link22、通用数据链路(CDL)、战术通用数据链路(TCDL)、战术瞄准网络技术(TTNT)、高完整性数据链路(HIDL)、多平台通用数据链路(MP-CDL)和多用途先进数据链路(MADL)。

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其中Link16采用TDMA的组网方式,于20世纪80年代在有人机上广泛使用,它主要用于态势分发,速率较低,时延大。CDL和MCDL主要用于联合监视与目标打击雷达系统及全球鹰等大型装备,美国国防部于1991年发展该技术,它主要工作于X波段或Ku波段,于1999年将其应用于无人机、侦察飞机等与地面站之间传递信息及情报的标准链路,具有低截获性、抗干扰性等,用于战场态势传递,但其无法支持协同攻击、武器协作等任务【5】。Link22于21世纪初装备使用,主要用于北约的11号链改进型,最高工作频段可达12.6kbps,采用DTDMA的组网方式,特点是可同时在4个网工作。与此同时,美国将HIDL应用于UAV与海上舰艇间传送安全信息。TCDL体积较小、质量不大,并且兼容CDL系统。2005年,美军主要将其装备于猎人、蚊呐-750、哨兵等战术无人机。美军无人机数据链路系统正朝着网络化、智能化、协同化方向发展,通过不断地加强无人机的信息传递准确性、可靠性、安全性,增强信息传递的实效性,增强网络化、自动化和互通协作能力,增强对复杂战场环境的自适应能力【2】。

2.2其他外军无人机数据链发展现状研究

以色列是世界最早研发并使用无人机的国家之一,是无人机领域中的重要国家,无人机种类较多,所以配套的数据链路也较多,主要有EL/K1850、EL/S-8815、EL/S-8825等。工作频段主要是UHF、L、S、C、X、Ku等,传递的速率2Mb/s、4Mb/s、8Mb/s,最高可以达到10.71Mb/s。用来传递来自光电、红外、雷达和其他传感器的数据信号。

3外军无人机数据链关键技术对比与分析

3.1抗干扰技术

在复杂的战争环境下,良好的抗干扰性能是无人机工作的前提和保证,也是无人机飞行安全的重要支撑。目前,无人机已经普遍采用了卷积、交织和等抗干扰编码,或者采用直接序列扩频技术以此来来抵抗各种外界干扰【3】。直接序列扩频技术相对简单,通过收发段使用相同的扩频码对信息扩展、解扩去除干扰,具有隐蔽性和一定的抗干扰性能。

3.2调制技术

目前,大多数无人机的数据链路系统采用了的主要调制方式分别是DS-BPSK,2CPFSK。一般为了增强信号的抗干扰能力,上行链路采用DS调制,下行链路则使用2CP调制【4】。

扩频功能则主要依靠Gold码发生器模块、模2加法器及编码模块来完成,然后对完成扩频、编码后的数据进行BPSK调制。当将调制后的信号经由三阶的高斯带通滤波器输出后,再经由功率放大器后,就能得到预期的遥控信息来传递到无人机上。

4总结与展望

外军无人机数据链由无到有,经过了前期的不成体系的初建,然后制定统一协议,到如今的成体系发展,已经形成完整的体系,目前的无人机数据链类型主要有:Link16、Link22、通用数据链(CDL)、战术通用数据链(TCDL)、战术瞄准网络技术(TTNT)、高完整性数据链(HIDL)、多平台通用数据链(MP-CDL)和多用途先进数据链(MADL)等,涵盖高空长航时、中空长航时以及低空战术级无人机所能配备的所有无人机数据链类型。我国的无人机的发展已经步入正轨,因此数据链的体系建立也要提上日程。

参考文献

[1]邓宏宇,王立夫.外军无人机数据链发展及趋势[J].舰船电子工程,2011,31(03):15-17.

[2]李桂花.外军无人机数据链的发展现状与趋势[J].电讯技术,2014,54(06):851-856.

[3]林伟廷.无人机数据链能力需求和关键技术发展研究[J].无线互联科技,2017(14):140-141.

[4]吴平,唐文照.无人机集群数据链组网技术研究[J].空间电子技术,2012,9(03):61-64.

[5]关中锋.美军无人机通信系统发展现状及趋势[J].通信技术,2014,47(10):1109-1113.

[6]李磊. 小型无人机航迹规划及数据链的设计[D].山东大学,2011.

[7]丁文锐,黄文乾.无人机数据链抗干扰技术发展综述[J].电子技术应用,2016,42(10):6-10.

[8]黄华园.无人机一站多机数据链技术[J].电讯技术,2015,55(08):879-884.

论文作者:张钧博, 刘忠贤

论文发表刊物:《科技研究》2018年7期

论文发表时间:2018/9/10

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