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航展“明星”:海量信息“高速公路” Ku频段无人机数据链

来源:新闻中心     作者:新闻中心     发布时间:2016年11月01日

  111日,第十一届国际航空航天博览会现场中国电子科技集团公司展台里,有这样一条海量信息的“高速公路”——Ku频段无人机数据链吸引了现场众多观众的目光。

  众所周知,未来战争的取胜在于战场信息的有效共享。

  当前,无人机系统已成为信息化作战条件下夺取和保持信息优势的重要装备,而无人机数据链是无人机系统将信息优势转化为战斗力的关键设备和有效手段。大型预警、战略侦察以及高分辨率对地观察飞行器作为信息化战场信息获取的主力军,而空前巨大的信息量需求与数据链传输能力不足的矛盾日益尖锐。

  快速增加的信息量,使传统的无人机信息“管道”拥堵不堪。海量的信息,需要向“太平洋”一样宽阔的信息传输管道。因此,是否有能力建设这样一条“高速、海量”的无人机数据链信息传输“管道”,已经成为无人机发展水平的重要标志。

  为打通信息传输能力这块“堰塞”,中国电子科技集团公司第十研究所,承担起“海量”信息传输的“管道工”的重任,经过潜心深耕,自主研制了Ku频段无人机数据链,以独特的技术优势,在有人/无人飞行器和地面移动指挥所之间架设了一条空-地信息“高速公路”。

  这条“高速公路”连通着无人飞行器和地面移动指挥所,使地面人员能实时准确地共享机载传感器获取的大容量数据,真正实现了高速信息的实时获取与共享。

  据介绍,这条“高速公路”具有“频段高、传输稳”等众多优势。Ku频段测控通信系统可提供更宽的信道、更高增益的天线以传输更大容量的数据,电磁环境更为干净,信息干扰少,显著提升了无人机数据链的可靠性。同时,Ku频段的选择可提供更窄的波束宽度,使机载设备更小更轻,减轻了对无人机载荷能力的要求。

  “随着数据量的增大,信息传输速率的提高,带宽增大是当前的主要发展趋势。但是,在多径严重的信道中,多径效应将对信号的传输质量造成严重影响。中国电科针对高速飞行目标在严重地杂波干扰的工作场景,克服了高速数据可靠传输和目标稳定跟踪两大难题,实现了每秒高达300兆比特数据的可靠。做个简单的对比,我们在各种新闻视频中看到以下场景:拥有高技术无人机系统一方,在上百公里之外对恐怖分子实施侦察和打击,其无人机实际上配置的空-地实时链路传输能力也仅每秒几兆字节,能力相差100倍以上!换言之,二者的差别就如同‘十六车道高速公路’与‘狭窄的乡村小路’。”现场专家这样介绍这款系统的传输特性。

  

难以斩断的“中枢神经”:

  众所周知,无人机数据链是无人机与地面联系的纽带,是无人机系统的“中枢神经”,为无人机提供安全、可靠、即时、连续的测控与信息传输服务。

  目前,各国在无人机应用日益繁多的失事案例中,“中枢神经”被斩断导致的“瘫痪”已占相当大的比例。复杂电磁环境对无人机数据链提出的严峻挑战,已成为制约其发展的瓶颈之一。

  Ku频段无人机数据链,是一套具有复杂电磁环境适应能力的智能系统,采用认知无线电这一在无线通信领域中具有革命性的技术,具备智能感知外部电磁环境,并从环境中学习,可实现任何时间、任何地点的高可靠通信,为无人机系统建设了一条难以斩断的“中枢神经”,已达到国际一流水平。

  “这套无人机数据链采用国际上先进的天线设计技术,使机载天线具有体积小、重量轻、剖面低、效率高、低副瓣、成本低等一系列优势。”

  除此之外,设备在设计之初中就考虑到了体积和重量对系统的重要性。地面测控设备的研制中考虑了综合化结构设计,尽可能做到体积小、重量轻,发挥无人机系统使用时经济方便的重要特性。

  

中国梦,中国造

  无人机能够获取重要的、涉及国家安全的空间信息和数据,一旦采用国外的无人机数据链,这些信息和数据都将面临着极大的泄露风险,无人机的信息安全无从保障。

  为了保护中国无人机的安全,中国电科有一群痴迷于无人机测控与通信技术的技术达人。他们坚持着“中国梦,中国造”的信仰,将无人机的安全、可靠测控通信作为他们的方向,梦想着用一条自己架设的空-地信息高速公路去改变中国的无人机行业发展。

  自2011年开始,中国电科无人机测控团队投入了大量的心血,自主研发了用于此款无人机数据链全部的芯片、算法,保证了此款产品由内而外的自主化。在降低系统成本的同时,减少了对国外进口芯片的依赖性,并且系统结构采用模块化设计,十分方便开展后续的升级维护工作,可满足用户的多种用途。

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