一种无人机定向天线稳定跟踪系统

天线正确稳定地跟踪无人机飞行方向是保障无人机安全有效工作的关键问题;设计了一种无人机天线跟踪系统方案,描述了其工作原理,并讨论了GPS位置计算天线方向、跟踪系统的控制方法和控制精度;整个系统设计方案简洁,运行成本低,可适用于不同地面控制站使用;提出了一套基于单片机处理器的定向天线自动稳定跟踪系统研制方案,为中小型无人机飞行数据链路的畅通和安全提供保障作用。     

面向无人机维修训练系统的高层体系结构设计

以HLA技术为基础,设计某型无人机虚拟维修训练系统。通过天线跟踪接收飞机下行遥测信息,以判断飞机飞行方位信息。收发跟踪柜再提供伺服信号传送给天线以跟踪飞机。同时收发跟踪柜解算下行遥测编码,形成数据流传送至终端监控系统。终端监控柜与飞行控制、任务控制遥控发射机、图像跟踪接收机相配合,完成无人机的测控任务主要完成对遥控信号的加密和扩频,对下行信号进行伪码、遥测分离,然后完成测距和遥测信号的解调,实现对机动站的转发遥控信号和转收遥测信号。     

小型无人机发动机控制系统 CAN 总线通信技术

为了提高小型无人机发动机控制系统通信的实时性和可靠性,设计一种基于CAN总线通信的小型无人机机载设备通信系统.该系统采用响应式和分时式2种发送机制,设计一种基于PIC单片机的多ID CAN总线通信程序和同步时序,详细设计了发动机控制系统CAN总线通信的实现方法,并在发动机热试车和飞行试验中进行验证.试验结果表明:该系统设计合理,提高了发动机控制系统的通信速率,增强了抗干扰能力,满足发动机控制系统与机载各设备之间实时可靠通信的要求,可广泛应用在小型无人机通信系统中.     

地空通信测控系统伺服环路数字控制器

作为地空通信测控系统伺服分系统的核心部件,数字控制器需要满足不同角度范围的跟踪需求。针对小角度范围,采用自适应二阶无静差PID控制器实现;针对大角度范围,采用开关控制实现;并从方位支路和俯仰支路2个方面讨论了系统跟踪误差。分析结果表明:该控制器实现了对速度输入量的误差跟踪和快速最优控制,并保证天线的稳态性能和动态性能,足以满足系统跟踪的精度需求。     

通信天线布局电磁仿真设计

在车载通信系统的电磁兼容设计过程中,天线布局设计是实现系统电磁兼容的重要内容之一。通过对某通信系统两种天线布局方案的分析,建立相应电磁模型,使用CST软件进行电磁兼容性仿真研究。通过分析天线对人员的辐射危害,以及通信天线间的相互影响,对两种方案进行了比较,提出天线布局设计的优选方案,提高系统的兼容性,为通信天线的布局设计和应用提供参考。     

无人机集群分层通信及连通性研究

针对强干扰环境，在采用窄波束固定安装的通信模块执行任务的过程中，采用一种无人机集群分层通信与连通性判断的方法，通过上下层无人机两两之间的通信关系，确定无人机集群的连通性。局部信息在集群中多次中转实现整体的信息共享，为绕飞搜索、队形保持、防止碰撞等措施的实现提供信息支持，是执行高风险、高难度复杂任务的一种高可靠、低成本的方案。     

基于惯导的遥测天线跟踪系统设计

根据现有防空导弹及其试验特点,提出了基于导弹惯性导航系统的遥测接收天线跟踪系统。该系统根据导弹遥测数据中的导弹位置信息,计算导弹相对于遥测天线的方位角和俯仰角,并通过双轴转台控制遥测接收天线指向导弹。该系统在导弹弹上设备不做改动的前提下,仅改进便携式遥测地面站天线系统实现自跟踪目的,既不影响弹上系统工作的稳定性,又能获取较高的遥测天线跟踪准确度,提高了导弹遥测信号的接收可靠度。     

面向空地协同作战的无人机-无人车异构 时变编队跟踪控制

本文研究了无人机自主伴飞协同侦察技术中的异构集群系统空地协同时变编队跟踪控制问题,要求多无人机与无人车在形成期望时变编队构型的同时,实现对领导者参考轨迹的跟踪。首先,对无人机与无人车进行单体运动学与动力学建模,并引入代数图论概念,建立异构集群系统的协同控制模型。然后,引入虚拟领导者刻画编队整体的运动轨迹,并基于对虚拟领导者状态的分布式观测器,对各无人机-无人车构造分布式编队跟踪控制器。进一步分析异构集群系统实现时变编队跟踪的可行性条件,给出编队跟踪控制器中各参数的选取方法。最后,给出了一个仿真例子来验证所设计控制器的有效性。     

双无人机对地快速移动目标跟踪的构型设计与控制方法

为实现对地面快速移动目标的探测跟踪,基于无人机侦察载荷的误差模型,设计了双无人机编队跟踪目标的构型与跟踪控制律。面向持续跟踪的典型应用场景,设计了基于Leader-Follower的双机编队构型,并基于相机误差模型建立了双无人机探测叠加区域的误差分布模型,以此确定了目标与无人机编队的位置关系。之后,基于无人机与目标的视觉关系定义长机的矢量前置角和与目标之间的距离为跟踪误差,设计了基于李雅普诺夫方法的跟踪控制律,并证明跟踪控制的渐近稳定性。设计了僚机相对于长机的编队控制律,以保持双机平行编队的构型。仿真结果表明,目标机动运动时,双无人机系统能够在较短时间内收敛,实现对目标的持续稳定跟踪。     

系留无人机通信中继系统作战应用研究

针对系留无人机通信中继系统部署灵活、滞空时间长的特点,分析系留无人机浮空通信中继系统工作原 理,建立通信中继模型,对影响通信效能的主要因素进行分析,研究无人机通信中继系统的作战应用问题,并对未 来发展趋势进行展望。结果表明,该研究可为无人机通信中继技术系统发展提供参考。     

机载无线激光通信对准-捕获-跟踪系统及动态飞行试验研究

机载无线激光通信具有通信速率高、抗干扰能力强、保密性好、布置灵活等优点,在天地一体化高速信息网络、军用保密通信、电磁干扰环境下可靠通信等应用中有着广阔前景。为解决机载环境下激光通信光轴对准难题,通过对无线激光通信系统特点和Y-12型飞机平台特性的分析,采用粗、精两级复合跟踪方案,设计了由被动减震结合主动抑制的粗跟踪单元和电磁振镜精跟踪单元组成的机载无线激光通信对准、捕获、跟踪(PAT)系统。Y-12飞机搭载该系统开展了双固定翼飞机间远距离、高速机载激光通信试验,验证了所设计的机载无线激光通信PAT系统的跟踪性能和机载环境适应性。     

印度的“尼山特”无人侦察机

“尼山特”无人侦察机系统包括无人机、地面控制站和重型发射车三部分,由10个地面操作人员操作。该无人机长7.2米,翼展1.5米;使用德国AR801发动机推进,持续飞行时间为5小时,飞行高度1000米;全重300公斤,其中载荷重45公斤;载荷包括昼夜电视摄象机、前视红外系统、激光指示器、视频跟踪系统以及通信应答器等;该机可以完成监视、预警、目标捕获、目标识别、毁伤评估、通信中继等任务。     

新一代紧凑、灵活的天控器

TIW 系统公司开发了一种供遥测、跟踪和通信天线用的现代化、模块化、紧凑的天线控制器(ACU)。该控制器兼有天线控制单元、位置变换/显示机箱和极化控制单元的功能。通过插入印制电路卡,就可以加上跟踪接收机、自动相位控制单元、跟踪合成器和其他功能。根据需要,接收机可以是简单的宽带步进接收机,也可能是全功能的锁相环(PLL)自跟踪接收机。过去,这些功能要占据全部设备机柜的很大部分。本装置使用现代微处理机技术,对天线位置和速度进行数字控制。将外部计算机(PTIC)和 ACU 的一个串行口相连,能实现先进的跟踪状态和遥控功能。PTIC 还通过使用高分辨率彩色图形和易懂的菜单为用户提供方便的操作员接口。     

一种设计巧妙的圆锥扫描跟踪天线系统

在雷达导引跟踪系统中,天线承担着目标搜索、跟踪的重任。天线系统质量的好坏,密切关系到导引装置的性能,因而受到制导工程师们的高度重视。本文介绍一种设计巧妙的圆锥扫描跟踪天线系统。     

基于微分几何的固定翼无人机过顶跟踪地面目标制导方法

为了实现无人机对地面目标的密切跟踪,提出一种基于微分几何的无人机过顶跟踪地面目标的制导方法。 通过搭建无人机过顶跟踪地面目标的数学模型,分析其数学关系。设计无人机过顶跟踪地面目标的制导律并完成稳 定性分析。最后,分别针对不同运动状态的地面目标进行仿真验证。仿真结果表明：该方法能实现对各类地面目标 的有效跟踪,并且具有良好的跟踪性能。     

跟踪天线系统的过去、现在和未来

约半个世纪以前,由于第二次世界大战需要,发展了自动跟踪技术。美国陆军在1942年首先制成的自动跟踪产品是SCR-584雷达。早期的跟踪系统天线由天线和万向节组成,以保证跟踪目标时天线波束的正确位置,伺服机构控制万向节的运动,操作手通过控制系统控制跟踪,发射机照射目标,而接收机接收反射信号,从中提取跟踪误差信号并送给伺服系统。值得注意的是这里的论述也适用于现在的跟踪系统,实际上遥测信号跟踪是被动式的,不需要发射机,真正的某些现代跟踪天线不需要用万向节支持,但跟踪系统的基本要素仍然是相同的。然而在过去50年里,可用材料、元器件、方法和技术都有重大的变化和进步,本文讨论范围只限于天线和它的技术发展变化,叙述跟踪系统简史,讨论近年来各种跟踪天线的发展以及目前和未来的跟踪技术。     

无人机GPS/INS/电视跟踪导航精度分析

构建了无人机 GPS/INS/电视跟踪回收末制导系统,分析了各误差源对电视跟踪系统定位精度的影响,并对电视跟踪系统定位无人机进行了误差分析和计算。     

视觉导航技术在小型无人机撞线回收中的应用

为了提高小型无人机回收的经济性和有效性,提出一种利用计算机视觉技术实现小型无人机撞线回收的导航系统。分析了撞线回收技术,对现有的目标实时跟踪法进行改进,通过采用基于模块匹配的改进算法实现对无人机目标的在线跟踪,使其能够对尺寸和外形都有较大变化的目标进行有效的在线跟踪,并通过仿真实现。实验结果表明:该跟踪算法跟踪速率可以达到15～25 Hz,能够实时解算其空间位置,准确地跟踪无人机目标,基本满足导航系统的实时性要求。     

俄罗斯的T-3小型多功能无人机

俄罗斯的T-3小型多功能无人机由PMCCA科学技术中心研制,是一种由无人机和地面控制站及其天线系统组成的综合系统.该无人机可用于昼夜视频监视、航空地形测量、无线电信号转发等.     

北斗导航/超短波通信双模三频一体化终端天线的研究与设计

为了满足某型单兵系统中通信终端对超短波通信与北斗卫星导航定位的需求,设计了兼容导航与超短波通信双模式的新型单兵通信终端天线。通过在印刷折叠四臂螺旋天线（FPQHA）顶部的螺旋臂与折叠臂间加载电容,设计了电容加载的印刷折叠四臂螺旋天线,实现了北斗卫星导航B1、B3双频段覆盖。该天线结构紧凑,且能够通过改变电容值大小便捷地进行调谐优化。根据当前超短波通信终端采用外置单极子鞭状天线的现状,将提出的电容加载FPQHA与原单极子超短波通信天线同轴共置,减小了天线系统在其载体平台上所占的空间。并通过结构优化,尤其是在单极子天线外添加套筒,解决了二者的兼容性问题。该天线便于综合集成现有设备,能够达到实战中对高精度北斗卫星导航的性能要求,同时支持超短波频段通信。