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深度解析|无人机链路使用什么频段,如何干扰?(附无人机反制设备)

admin 2024-07-05 19:43:09 人看过 字号:[ ]

一、无人机通信方式及原理


应用领域:

无人机的信号传输组合:遥控图传信号和定位导航信号(GPS、北斗、格洛纳斯)

深度解析|无人机链路使用什么频段,如何干扰?(附无人机反制设备)(图1)

无人机的遥控信号是2.4GHz/5.8GHz频段,这个是无人机自带的天地(飞机与云台)之间的信号传播频段。说一个非常常见的东西,对讲机(有的地方叫寻呼机)就是采用的长波信号,民用有效距离基本上只有3KM(军用的是另一回事),这种不需要第三方中继站的传输方式优点是速度快,设备厂商可直接根据情况选择载波的频段。缺点也非常明显距离短,受干扰性强。

那为什么这个遥控信号不采用我们常见的4G信号,或者是采用5G信号呢?

理论上采用5G信号肯定是可以的。但是5G当前的覆盖区域趋势比较小。4G信号的延时性略高,在复杂区域演示可以达到100mm-200mm,这个延时基本上就相当于你看到前方有房子,在你想要操控飞机避障就已经撞上去了。有人说飞机都带有避障功能,那是你玩的航拍无人机,如果是穿越机那就本就没戏了。图传信号,一般都在5.8GHz频段上,这个频段是带宽高,也就是我们老百姓常规上说的网速快(看清楚我说的不是速度快)。严格意义上讲,速度快应该是延时小,也就是那边发出信号,这边就接收到信号,这两者之间的时间差。因此,中继站无法作为无人机遥控信号的传输方式。那么这里就要涉及到重点了。既然中继站无法使用。

无人机的传输方式就采用了两种通讯组合:

1、2.4GHz/5.8GHz频段:无人机自有信号,用来遥控,以及拍摄图传。

2、GPS信号(也有北斗的信号的)。用来定位,导航,以及实现一键返航的核心。

那么这里就要非常细致的说明了。

情况1:如果你只是丢失了遥控信号,例如偶尔飞的有点远了,超距离了。

那么你启动一键返航,这个时候就要用到GPS导航的,GPS的信号是有中继卫星的,也就是说只要是微型能够覆盖的区域理论上你都是有GPS信号。但是你别高兴的太早,由于你操控的无人机,并且要实现的极为精准的快速定位,那么按照理论上要能够实现8颗以上卫星的连接,那么你就能够实现精准的无人机定位,这样就保障了一键返回的最最基础的导航保证。熟悉导航的朋友,具备4颗卫星可以实现基础的定位能力,但是如果实现10m范围内的精确,且可用性达到95%以上的情况。需要8颗以上的卫星。因此包括大疆等消费类无人机都采用的是GPS+格洛纳斯的导航组合。说白了就是开号协议,可以连接到不同国家的卫星的权限。当然现在基本上所有的无人机都开始支持北斗导航系统。无人机在空旷的区域可以搜索到的卫星。基本上在城市的广场上面,卫星数量都在10个以上,这就可以保证非常精确地定位。 

因此,第一个硬性条件,无人机在丢失了遥控信号后,能不能连接到GPS等卫星导航信号,并且实现8颗以上卫星的精准定位。 

有朋友说,那我哪里知道能不能连接到? 

这个好办,简单说一下,能不能连接到卫星导航信号,跟卫星导航天线(GPS天线)的好坏有关系,卫星天线有十几万到几百块的产品,这肯定是有区别的。此外外部环境也有影响,常规情况下,只要你不去“王者峡谷”基本上都没有太大的影响。但是你非要去,这没有人能拦住你。另外就是室内的飞行,尤其是在钢构类的厂房里面,也会出现丢失卫星导航信号的情况。 

那么是不是有了卫星导航,就一定能回来了?是否足够飞回来?你设定的相对高度是否正确?中途是否有突然的大风,飞鸟等等突发情况?

这都是飞机能不能回来的重要影响因数。因此,丢失了遥控信号,一键返航希望飞机回来,属一个运气项目。

情况二:那么如果丢失了卫星导航,有机会回来吗?

不在重复前面说的,简单说一下,现在无人机干扰器,就是干扰遥控信号和卫星导航,说白了就是

压制的民用版。丢失了卫星导航,无人机就真的是无人领养的孩子,很快就会坠落。 

因为民用GPS信号(或者其他的卫星导航信号)都是固定的,这都是商用导航专门分配的频段,民用GPS信号是频率1575MHz,2.046MHz带宽的扩频信号,扩频增益43dB,Cb/N0按6dB考虑,因此在这个参数的技术上,要制作出电磁干扰的设备其实非常容易。当然军队的电子压制肯定要比这个覆盖面更广。 

基本上可以总结为:没有信号基本上就是丢失了无人机,就连有人操控的飞机,在丢失信号的状态下都无法返航你可以想象信号的重要性。

二、多旋翼民用无人机的通信频段主要包括以下几个频段

  • 840.5-845MHz:该频段用于民用无人机的上行遥控链路,其中
    841-845MHz频段可采用时分方式用于民用无人机的上行遥控和下行遥测。
  • 1430-1444MHz:该频段用于民用无人机的下行遥测与信息传输链路。其中,1430-1438MHz频段专用于警用无人机和直升机视频传输,其他民用无人机使用1438-1444MHz频段。
  • 2.4GHz (2400-2476MHz):该频段是目前无人机市场上的主流选择之一,主要用于图像传输和数据通讯。
  • 5.8GHz (5725-5829MHz):该频段用于视频传输,具有传输速率快、图像传输质量好但信号覆盖范围较小、受环境干扰影响较大的特点。

此外,还有一些备用频段如2408-2440MHz,可以作为无人驾驶航空器系统的上行遥控、下行遥测与信息传输链路的备份频段。
这些频段的选择和使用是为了确保无人机在不同应用场景下的通信稳定性和安全性。

三、多旋翼民用无人机在840.5-845MHz频段应用和限制

多旋翼民用无人机在840.5-845MHz频段的具体应用和限制如下:

1. 具体应用:

  • 840.5-845MHz频段主要用于无人机系统的上行遥控链路。
  • 其中,841-845MHz频段可以采用时分方式用于无人机的上行遥控和下行遥测链路。

2. 限制:

  • 该频段仅限于无人机系统的上行遥控链路使用,不适用于其他类型的通信或数据传输。
  • 在使用过程中,必须遵守相关的无线电频率管理规定,以减少无线电干扰。
  • 840.5-845MHz频段主要应用于无人机的上行遥控链路,并且可以通过时分方式同时用于下行遥测链路。

四、1430-1444MHz频段用于警用无人机和直升机视频传输的规定

1430-1444MHz频段用于警用无人机和直升机视频传输的详细规定和安全指南如下:

1. 使用频段:

  • 1430-1438MHz频段专门用于警用无人驾驶航空器和直升机视频传输。
  • 其他民用无人机使用1438-1444MHz频段。

2. 频率分配

  • 1430-1438MHz频段仅限警用无人机和直升机使用,确保这些设备在执行任务时能够进行稳定的视频传输。
  • 其他无人驾驶航空器使用1438-1444MHz频段,以避免与警用设备的干扰。

3. 无线电管理:

  • 使用该频段的无人机系统需要遵守相关的无线电管理规定,确保不产生无线电干扰。
  • 直连通信方式实现遥控、遥测、信息传输功能的民用无人驾驶航空器通信系统无线电台应当使用1430-1444MHz、2400-2476MHz、5725-5829MHz等频率。

4. 安全指南:

  • 在使用1430-1438MHz频段时,需特别注意避免对净空保护区及有关人身财产安全的影响。
  • 需要确保无人机系统的频率使用符合国家相关法律法规和标准,以保障飞行安全和通信稳定。
  • 1430-1438MHz频段专用于警用无人机和直升机视频传输,其他民用无人机使用1438-1444MHz频段。

五、12.4GHz 频段多旋翼民用无人机的图像传输和数据通讯的技术

在2.4GHz (2400-2476MHz)频段内,多旋翼民用无人机的图像传输和数据通讯技术主要依赖于无线通信模块和扩频通信技术。具体来说,2.4GHz频段的无线模块通过数字信号处理器和相关软件,将窄带通信信号转换成宽带高频信号,从而实现远距离、高质量的图像传输和数据通讯。
无人机的图像传输系统通常采用OFDM(正交频分复用)技术,这是一种多载波调制技术,适合于高速数据传输。OFDM能够在窄带带宽下发出大量数据,并且能够对抗频率选择性衰落或窄带干扰。这种技术使得无人机在2.4GHz频段内能够实现5公里范围内的全高清图像传输和30帧每秒的视频传输。
此外,2.4GHz频段的无线技术具有较长的无线传输距离和稳定的连接性能,因此在一些对传输稳定性要求较高的场景中得到了广泛应用。

五、15.8GHz频段视频传输的技术规格和环境干扰对通信的影响

5.8GHz频段(5725-5829MHz)在视频传输技术中具有显著的优势和特点。以下是其技术规格和环境干扰对通信的影响的详细分析:

1. 技术规格

频率范围:

  • 5.8GHz频段是一个开放的ISM频段,提供了3个100MHz U-NII(无须许可证的国家信息基础设施)频段用于高速无线数据通信。

传输速率:

  • 支持高达300Mbps的传输速率,适用于高清网络视频信号和网络数据传输。
  • 支持一路4K,多路1080P或720P高清视频传输。

设备配置和优化:

  • 采用自适应的动态码流分配技术,优化协议实现上下行非对称传输。
  • 支持一键向导配置,简化设备应用配置过程。
  • 内置PA(功率放大器),信号强劲,支持远距离传输。
  • 支持自动调整传输距离,避免同频干扰

标准和兼容性:

  • 符合IEEE802.11a/n标准,支持MIMO 2×2架构。
  • 支持多种天线配置,包括标准SMA天线和DJI叶形天线。

应用场景:

  • 适用于野外远距离数据传输、视频传输、骨干网络传输等场景,如大型企业网、高速公路监控系统、公园、港口、油田、矿山等。
  • 也适用于无人机、无人车等模型遥控操作以及需要低延时的无线图传应用场合。

2. 环境干扰的影响

抗干扰能力:

  • 5.8GHz频段相较于传统的2.4GHz频段,具有更强的抗干扰能力,能够有效避开移动设备常用的频段,从而减少干扰。
  • 通过现场频谱扫描软件可以扫描5.8GHz全频段,并给出信号强度、具体频点、信道,方便工程调试,进一步减少干扰。

信道干扰检测与选择:

  • 支持信道干扰检测,自动选择最佳工作频点,确保传输的稳定性和可靠性。

非视距(NLOS)传输:

  • 支持非视距(NLOS)高速移动传输,能够在开阔环境中实现超过50公里的传输距离。
  • 5.8GHz频段在视频传输技术中表现出色,具有高传输速率、强大的抗干扰能力和广泛的适用场景。

六、2408-2440MHz备用频段在多旋翼民用无人机通信中的作用

2408-2440MHz频段在多旋翼民用无人机通信中主要作为备用频段使用。根据工信部的规定,该频段可以用于无人驾驶航空器系统的上行遥控、下行遥测与信息传输链路的备份。这意味着当主频段(如840.5-845MHz和1430-1444MHz)因干扰或其他原因无法正常工作时,2408-2440MHz频段可以作为替代方案来确保通信的连续性和可靠性。
此外,2408-2440MHz频段的使用需要遵守相关规定,相关无线电台站在该频段工作时不得对其他合法无线电业务造成影响,也不能寻求无线电干扰保护。因此,虽然2408-2440MHz频段可以作为备用频段,但其使用仍需谨慎以避免干扰其他无线电业务。

七、附件

全自主打造的反无人机系统是一套针对无人机的低空防御管控系统,该系统实现了敏感空域的全时段、全覆盖、全过程防控管理。系统通过雷达的主动探测手段和无线电监测设备的被动发现手段相结合,实现对远距离无人机的实时探测发现,获取无人机目标的高精度定位信息,再通过光电设备的联动介入实现对目标的确认、识别、锁定、追踪及取证。确认可疑无人机后,通过导航诱骗设备及“驱鹰”干扰设备对目标进行多组合策略的快速、有效处置,实现对目标的驱离、原地迫降、定点诱捕、航向诱导等功能。该系统实现了对违规、违法进入敏感空域的无人机进行实时监测、分析预/报警以及灵活处置,防止重大恶性事故的发生,提升用户快速反应能力和突发事件应对能力,形成科学管理和高效指挥新机制,确保敏感空域持续安全稳定。

深度解析|无人机链路使用什么频段,如何干扰?(附无人机反制设备)(图2)

深度解析|无人机链路使用什么频段,如何干扰?(附无人机反制设备)(图3)

深度解析|无人机链路使用什么频段,如何干扰?(附无人机反制设备)(图4)

深度解析|无人机链路使用什么频段,如何干扰?(附无人机反制设备)(图5)

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