美军无人机发展趋势浅谈

美军在近几次军事行动中不断暴露无人机与有人机的协同作战问题，提高无人机与有人机的协同作战能力已成为美国国防部的一大课题。无人机之所以能够得到广泛的应用，重要原因之一是无人机的寿命周期具有极高的成本效率。     

有人机/无人机协同概念及相关技术

针对有人机/无人机协同作战概念和若干技术问题展开研究。首先从协同对象、协同层次、协同阶段、任务类型等四个方面分析了有人机/无人机协同概念,然后对协同控制系统研制涉及的通用开放式架构、机间智能通信网络、有人机/无人机协同控制、多传感器协同信息处理等技术进行了探讨,最后提出了发展建议,期望为后续研究提供一定的参考。     

无人机一站多机数据链技术

面向多无人机协同作战应用需求,在分析国内外一站多机技术体制的基础上,提出了一种基于数字多波束天线的一站多机数据链系统。系统中地面站作为地基无线路由器,单个波束构成的链路可以装载不同的波形及协议,实现多无人机协同工作,显著提高无人机的使用效能。分析了一站多机数据链系统军事需求并给出了系统的设备组成,重点从测控通信链路的角度分析了数字多波束天线、动态随机接入、链路动态重构、多无人机协同实时任务规划、网络协议体系等关键技术。相关内容可供无人机一站多机数据链系统顶层设计参考。     

发布／订阅机制在协同作战系统中的应用

基于数据链网络构建了协同作战系统,该系统通过协同处理机分发战场态势和需求信息,实现了协同作战能力。根据系统以数据为中心的数据处理特点,采用了发布/订阅机制。搭建了协同作战系统框架,以实时数据分发中间件作为软件适配层,并利用其服务质量(QoS)机制满足了复杂的战场信息传输需求。     

无人机的无线电能传输研究

目前无人机一般续航时间短,无法实现长时间或远距离飞行。为此,提出了采用无线电能传输技术的无人机自主充电方案,可以有效增加无人机的飞行时间或距离。首先对无人机电池的充电特性进行了调研,研究并选取了最适合无人机自主充电的无线电能传输技术。接着利用电力电子变换器设计了相应的无人机无线电能传输系统,最后在MATLAB/SIMULINK中搭建了完整的仿真模型,验证了前面提出的无人机无线电能传输系统。仿真结果表明该系统具有良好的性能,能够很好满足无人机的充电需求。     

复合材料无人机航电系统的改进设计

以复合材料无人机的航电系统为研究对象,根据无人机整体设计要求,设计满足需 求的航电系统。该系统以自动驾驶仪为控制核心,采用内部集成的A/D转换器采集工作电压 ,实时监测无人机的电源电压;内部集成的姿态测量系统和INS/GPS组合导航系统,采集无 人机的姿态与位置数据;通过串口与无线数据电台相连,实现无人机与地面控制站之间的通 信;通过I/O口连接超声波测距仪,实时测量无人机与地面的相对高度;其输出的RS485控制 信号与各个舵机等执行部件相连,实现对无人机执行部件的控制。该复合材料无人机的航电 系统功能齐备,采用模块化设计,接口方便。在此硬件平台上开发控制算法,可满足本复合 材料无人机系统的工作要求。此外,给出了航电各子系统间的布局、电缆敷设的优化方法, 并对航电系统联合调试需要注意的问题进行了讨论。     

植保无人机行业新动向

作为近两年我国农机化行业发展的热点之一,农用植保无人机已多次成为本刊关注的重点。有人曾说2015年的植保无人机市场值得期待,至今年又有"2016是植保无人机元年"的说法。在植保无人机企业雨后春笋般涌现的今天,行业内也有无人机维修保养成本高、产品质量不过关、培养飞手不易、施药效果不佳等各种声音。尽管这个市场尚未进入成熟期,但仍有无数飞防人心怀对行业和技术的信心,在变幻跌宕中埋头耕耘。为此,本刊将持续关注植保无人机企业,观察他们近期在产品研发、市场推广、用户服务等方面有哪些动作,并祝愿该行业稳步健康发展。     

反辐射无人机抗前沿闪烁诱饵技术

有源诱饵是雷达对抗反辐射武器的一种有效方法，可以大大降低反辐射武器的作战效能，前 沿闪烁诱饵是其典型形式之一。分析了前沿闪烁诱饵诱偏反辐射无人机的效果，针对无人机 对抗前沿闪烁诱饵的机动性需求以及面对称布局无人机侧向机动能力差的难题，提出了一种 新的变阈值的倾斜转弯/侧滑转弯（BTT/STT）组合控制抗诱偏措施。仿真结果表明，该方法 可以使无人机满足对抗前沿闪烁诱饵的机动性需求，提高了反辐射无人机对抗前沿闪烁诱饵 的能力。     

美军有人直升机与无人机协同技术发展及启示

总结了美军有人直升机与无人机协同的相关项目的发展概况，分析了协同数据链、协同控制系统等装备的基本能力和实现方式，探讨了协同数据链、数据融合、决策辅助等关键技术的发展趋势及启示，以期为我国相关技术发展和装备研究提供一定的参考。     

一种基于系统采样时钟量化的无人机测距方法

为了解决基于单载波频域均衡(SC-FDE)高速数据链无人机测控系统的地空双向距离测量问题,提出了一种基于系统采样时钟量化的无人机测距方法,将机载/地面测距信息分别量化至机/地系统采样时钟的计时器,完成地空双向距离的测量。理论分析和地空链路测试平台实验结果表明,新方法在复杂多径环境下实现了地空双向距离测量,降低了测距分系统的设计复杂度,地空双向实际测距均值与等效自由空间传输延迟一致,且测距精度满足理论测距误差设计值。该测距方法在无人机测控系统中具有良好的应用前景。     

适用于无人搜救机组的新型移动中继通信模型

为了提高无人机远程搜救系统的通信效率和整体搜救成功率,提出了无人搜救机组的新型移动中继通信模型。该模型引入移动中继和协同通信技术,实现无人机组之间以及无人机组与地面基站之间的通信连接、数据传输和信息同步。理论分析和仿真测试表明,该模型提高了无人机组的数据采集效率,减少了无人机组的数据采集时间,提高了控制平台的机动性和搜索效率。     

应用于无人机中继测控链路的微波前端设计

当前无人机测控数据链系统多为点对点视距传输,当遇到需要扩展通信距离或存在障碍物遮挡时往往限制了链路的正常工作。针对此问题,提出了一种应用于无人机中继测控链路的微波前端设计方案。其空空链路与空地链路采用频率倒置的频分双工体制,有效避免了前向链路与返向链路的收发干扰,并实现了机载设备的硬件统型;通过软件注入便可完成对终端模式的在线切换,提升了系统应用的灵活性与鲁棒性,为保证复杂环境下无人机测控链路的实时传输提供了一种有效的解决途径。     

外军无人机数据链的发展现状与趋势

无人机数据链是无人机的重要组成部分,是飞行器与地面系统联系的纽带。首先按照飞行高度和重量对无人机进行了分类,在此基础上概述了外军无人机数据链的发展现状;然后介绍了几种典型无人机数据链如数字数据链（DDL）、战术通用数据链（TCDL）和Quint网络技术（QNT）数据链的发展和性能,并分析和展望了无人机数据链通用化、安全化、网络化等发展趋势;最后总结了外军无人机数据链发展的经验,希望为从事无人机和数据链研究的工程技术人员提供参考。     

一种基于无人机平台的双频段小型化接收机设计

针对应用于无人机平台的多频段多模式小型化接收机需求,给出了一种X/L双频段多带宽小型化接收机设计方案,采用多芯片微组装工艺实现。该设计解决了接收机在不同频段下窄带信号和宽带信号的波形激励和接收通道硬件共用问题,重点突破了宽带波形产生和宽带直接解调接收等关键技术,相比较传统的无人机载雷达接收机来说,具有多模式工作、大信号带宽处理能力和高集成度的特点,能够满足宽带成像和窄带探测的需求。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

基于VPX架构的无人机测控终端综合化开放平台技术

通过对无人机互通互联互操作等通用化测控系统的研究,提出了基于VPX架构的无人机测控终端综合化开放平台技术,通过采用标准化、通用化硬件模块,软件设计统一规范和标准,嵌入第三方软件,实现任务功能协同开发。该技术可以支持陆态、海态、陆海态等多种不同体制平台任务的任意加载,为实现地面站与地面站、地面站与舰面站、舰面站与舰面站之间的多站一机管控切换提供了有力支撑,有效增强了无人机系统跨域作战的能力。同时,系统能够满足无人机多类型、多型号不断扩展的需求,减少无人机测控装备种类,降低新型无人机系统装备建设成本,提升了无人机系统的生存性、灵活性和作战效能。     

同频段混合信号中的无人机信号盲检测识别

无人机信号的探测识别技术是应对无人机黑飞滥用的关键技术之一。在实际信号监测环境中,经常会接收到多个信号的混合信号,它们在时域和频域上混叠且各信号分量调制样式相同。为解决在同频段混合信号中检测识别出无人机信号的问题,提出了一种通过谱特征分析判断无人机信号存在性的方法。分别采用基于二次方谱特征的无人机图传和WiFi混合信号检测识别算法以及基于频谱带宽特征的多无人机混合信号检测识别算法,通过对射频电路采集的信号进行仿真验证,实现了从同频段混合信号中检测识别出无人机信号分量。理论分析和实验测试结果证实了所提检测识别算法的有效性。     

航天发射场测控设备的无人机模拟训练方法

针对航天发射场测控设备操作人员使用常规训练手段与实际操作环境差距较大的问题，提出了一种较为实用的无人机模拟训练方法。利用实际任务中获取的真实测量数据生成训练任务，由无人机搭载相关任务载荷执行，并结合发射场已有的测控设备来跟踪无人机完成模拟训练。通过对无人机的飞行航路模拟和任务载荷测量信号的动态模拟，可为参训人员提供接近实战的训练环境。仿真结果表明，该方法可实现与真实测量数据极为接近的模拟训练数据，因而参训人员通过模拟训练中获得的训练效果与实战基本一致，在提升了训练的真实性和针对性的同时，可有效提高操作人员的综合操作能力。