用于無人機(jī)的光伏調(diào)制電源通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于無人機(jī)的光伏調(diào)制電源通信系統(tǒng)，尤其涉及一種電源效率高 的用于無人機(jī)的光伏調(diào)制電源通信系統(tǒng)，屬于無線電通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 無人機(jī)是一種以無線電遙控或自身程序控制為主的不載人飛機(jī)。與載人飛機(jī)相 比，它具有體積小、造價(jià)低、使用方便，對(duì)作站環(huán)境要求低、戰(zhàn)場生存能力較強(qiáng)等特點(diǎn)。現(xiàn)代 戰(zhàn)爭中，無人機(jī)可以深入陣地前沿和敵后一二百公里對(duì)敵情進(jìn)行偵察和監(jiān)視，可以作為騙 敵誘餌，對(duì)敵人實(shí)施干擾，對(duì)敵進(jìn)行攻擊，還可以進(jìn)行通信中繼，但是，無人機(jī)在完成其任務(wù) 時(shí)需要電能，如果電能一旦用盡，其擔(dān)任的任務(wù)就無法完成。
[0003] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中提供的末級(jí)功率放大器放大信號(hào)時(shí)提供電能的波形圖。如圖1 所示，為了使發(fā)射信號(hào)不失真的通過無線信道進(jìn)行傳輸，在末級(jí)功率放大級(jí)需要提供的 電源電壓值E大于所發(fā)射信號(hào)的最大幅值，如此，大部分能量被以熱能的形式消耗掉了。而 對(duì) OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交頻分復(fù)用）系統(tǒng)，信號(hào)的峰 平比很高，大部分信號(hào)的幅值比較低，而只有極小一部分信號(hào)的幅度比較大，而采用現(xiàn)有技 術(shù)中的供電方法，給末級(jí)功放加固定電壓或者電流的電源，電源的利用率極低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種用于無人機(jī)的光伏 調(diào)制電源通信系統(tǒng)，光伏電源的利用率高，可提高無人機(jī)的續(xù)行時(shí)間。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種光伏調(diào)制電源通信系統(tǒng)，其發(fā)射機(jī)和接收 機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括激勵(lì)器、控制器、光伏調(diào)制電源和用于對(duì)激勵(lì)器所要發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行功 率放大的末級(jí)功率放大器，其特征在于，控制器將激勵(lì)器所要發(fā)送的信號(hào)的瞬時(shí)幅值給末 級(jí)功率放大器提供電能。
[0006] 優(yōu)選地，光伏調(diào)調(diào)制電源包括光伏電源模塊、充電器和k級(jí)電性相串聯(lián)的直流電 壓單元，所述k為大于或者等于2的整數(shù)，所述充電器利用光伏電源模塊給k級(jí)電性相串聯(lián) 的直流電壓單元提供電能。
[0007] 優(yōu)選地，所述的直流電壓單元包括可充電電池組，所述充電器利用光伏電源模塊 給可充電電池組充電。
[0008] 優(yōu)選地，所述的直流電壓單元還包括電開關(guān)，所述可充電電池組通過電開關(guān)接入 串接電路中。
[0009] 優(yōu)選地，直流電壓單元還包括電壓傳感器，所述電壓傳感器用于探測可充電電池 的電壓，并將可充電電池的電壓傳送給控制器。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于無人機(jī)的光伏調(diào)制電源通信系統(tǒng)，光伏電源 的利用率尚，可提尚無人機(jī)的續(xù)彳丁時(shí)間。
【附圖說明】
[0011] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中提供的末級(jí)功率放大器放大信號(hào)時(shí)提供電能的波形圖； 圖2是本發(fā)明提供的無人機(jī)載光伏調(diào)制電源發(fā)射機(jī)的組成框圖； 圖3是本發(fā)明提供的光伏可調(diào)制電源的組成框圖； 圖4是本發(fā)明提供的控制器的組成框圖； 圖5是本發(fā)明提供的的末級(jí)功率放大器放大信號(hào)時(shí)提供電能的波形圖； 圖6是本發(fā)明提供的太陽能模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0013] 圖2是本發(fā)明提供的用于無人機(jī)的光伏調(diào)制電源通信系統(tǒng)的組成框圖。如圖2所 示，本發(fā)明提供一種用于無人機(jī)的光伏調(diào)制電源通信系統(tǒng)，其包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，所述發(fā) 射機(jī)包括：激勵(lì)器、控制器(MCU)、直流調(diào)制電源、用于對(duì)激勵(lì)器所要發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行功率 放大的末級(jí)功率放大器、用于對(duì)末級(jí)功率放大器的輸出阻抗與發(fā)射天線的輸入阻抗進(jìn)行匹 配的輸出濾波器和用于將經(jīng)末級(jí)功率放大的電信號(hào)變成磁信號(hào)并發(fā)射到空間的發(fā)射天線， 所述接收機(jī)包括：用于將空間磁信號(hào)變成電信號(hào)的接收天線，用于將接收天線所接收的電 信號(hào)進(jìn)行放大的小信號(hào)放大器，用于將小信號(hào)放大器所放大的信號(hào)與第一本級(jí)振蕩器所產(chǎn) 生的本振信號(hào)進(jìn)行下變頻形成中頻信號(hào)的第一混頻器，用于將中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換形成 數(shù)據(jù)信號(hào)的模數(shù)變換器，用于去除數(shù)據(jù)信號(hào)中的時(shí)間間隔，而后依次進(jìn)行串并變換、FFT變 換和并串變換的OFDM解調(diào)器和用于將OFDM解調(diào)器所輸出的信號(hào)進(jìn)行符號(hào)逆映射的符號(hào)逆 映射器。激勵(lì)器包括符號(hào)映射器、OFDM調(diào)制器、D/A變換電路、混頻器、本級(jí)振蕩器和預(yù)放 大器，其中，符號(hào)映射器用于將所輸入的串行二進(jìn)制碼流進(jìn)行分組形成數(shù)據(jù)符號(hào)并將數(shù)據(jù) 符號(hào)映射成復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)序列，OFDM調(diào)制器用于將復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行串并變換并調(diào)制到K個(gè)子 載波上，K個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)記為Zq，Itl…，Jfi^1 ;接著進(jìn)行IFFT變換形成并行的時(shí)域數(shù) 據(jù)，.:發(fā).，…，即·，.，，…，為一個(gè)OFDM符號(hào)，將所述并行的時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行并串 變換形成串行的OFDM符號(hào)，而后在每個(gè)OFDM符號(hào)間插入保護(hù)時(shí)間間隔形成OFDM碼元；D/ A變換電路將數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換形成模擬信號(hào)，；第二混頻器用于將模擬信號(hào)，與第二 本級(jí)振蕩器產(chǎn)生的本振信號(hào)，進(jìn)行上變頻形成待發(fā)送的信號(hào)，，預(yù)放大器對(duì)待發(fā)送的信 號(hào)4進(jìn)行放大并送給末級(jí)功率放大器進(jìn)行功率放大。控制器將激勵(lì)器所要發(fā)送的信號(hào)的 瞬時(shí)幅值給末級(jí)功率放大器提供電能。
[0014] 仍如圖2所示，輸入的二進(jìn)制數(shù)流進(jìn)行分組形成數(shù)據(jù)符號(hào)，數(shù)據(jù)符號(hào)經(jīng)符號(hào)映射 器映射形成復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)序列，復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)序列串并變換后變開K條并行的低速數(shù)據(jù)流I u、X11 …，;對(duì)其進(jìn)行IFFT變換得到時(shí)域的抽樣值：
其中，m為頻域的離散點(diǎn)，k為時(shí)域的離散點(diǎn)。
[0015] 圖3是本發(fā)明提供的光伏可調(diào)制電源的組成框圖。如圖3所示，光伏調(diào)調(diào)制電源 包括k+Ι個(gè)光伏電源模塊k+Ι充電器和k+Ι級(jí)電性相串聯(lián)的直流電壓單元，所述k為大于 或者等于2的整數(shù)，所述充電器利用光伏電源模塊給直流電壓單元提供電能。
[0016] 其中，可充電電池 EO的正極連接于二極管DO的負(fù)極，負(fù)極接公共端，二極管DO 的正極連接于第1充電器的電源輸出端，第1充電器的共公端與可充電電池 EO的公共端相 連，第1充電器的電源輸入端連接于第1光伏電源模塊的輸出端，第1充電器的電源輸入端 連接于第1光伏電源模塊的輸出端。
[0017] 第一個(gè)直流電壓單元Ml通過二極管Dll連接于第2充電器的輸出端，第2充電 器的電源輸入端連接于第2光伏電源模塊的輸出端。第一個(gè)直流電壓單元Ml包括一可充 電電池組E11、一個(gè)續(xù)流二極管D12、一個(gè)電子開關(guān)Tll和一個(gè)電壓傳感器U11，電子開關(guān)為 CMOS管，所述電池組Ell的正極連接于續(xù)流二極管D12的負(fù)極；續(xù)流二極管D12的正極連 接到CMOS管的漏極，CMOS管Tll的源極連接到所述電池組Ell的負(fù)極，CMOS管Tll的柵極 連接到控制器的一個(gè)輸出端；電壓傳感器Ull的兩個(gè)端子分別連接于可充電電池組Ell的 兩端，用于探測可充電電池 Ell兩端的電壓，并將探測結(jié)果傳送給控制器的一個(gè)輸入端?？?制器根據(jù)激勵(lì)器所要發(fā)送的信號(hào)的瞬時(shí)幅值和電壓傳感器Ull所探測的可充電電流的電 壓控制CMOS管Tll的通斷。CMOS管Tll工作于開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)給CMOS管Tll的柵極輸入一 個(gè)高電位時(shí)，CMOS管Tll導(dǎo)通，電池組Ell的負(fù)極相當(dāng)于接到續(xù)流二極管D12的正極。續(xù) 流二極管D12兩端的電壓為Ul，上端為正，下端為負(fù)。當(dāng)給CMOS管Tll的柵極輸入一個(gè)低 電位時(shí)，CMOS管Tll截止。續(xù)流二極管D12兩端的電壓為二極管結(jié)電壓。
[0018] 同理，第二個(gè)直流電壓單元M2通過二極管D21連接于第3充電器的輸出端，第3 充電器的電源輸入端連接于第3光伏電源模塊的輸出端。第二個(gè)直流電壓單元M2包括一 可充電電池組E21、一個(gè)續(xù)流二極管D22、一個(gè)電子開關(guān)T21和一個(gè)電壓傳感器U21，電子開 關(guān)為CMOS管，所述電池組E21的正極連接于續(xù)流二極管D22的負(fù)極；續(xù)流二極管D22的正 極連接到CMOS管的漏極，CMOS管T21的源極連接到所述電池組E21的負(fù)極，CMOS管T21 的柵極連接到控制器的一個(gè)輸出端；電壓傳感器U21的兩個(gè)端子分別連接于可充電電池組 E21的兩端，用于探測可充電電池 E21兩端的電壓，并將探測結(jié)果傳送給控制器的一個(gè)輸入 端?？刂破鞲鶕?jù)激勵(lì)器所要發(fā)送的信號(hào)的瞬時(shí)幅值和電壓傳感器U21所探測的可充電電流 的電壓控制CMOS管T21的通斷。CMOS管T21工作于開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)CMOS管T21的柵極輸入 一個(gè)高電位時(shí)，CMOS管T21導(dǎo)通，電池組E21的負(fù)極相當(dāng)于接到續(xù)流二極管D22的正極。續(xù) 流二極管D22兩端的電壓為U2,上端為正，下端為負(fù)。當(dāng)CMOS管T21的柵極輸入一個(gè)低電 位時(shí)，CMOS管T21截止。續(xù)流二極管D22兩端的電壓為二極管結(jié)電壓。
[0019] 依次類推，第k個(gè)直流電壓單元Mk通過二極管Dkl連接于第k+Ι充電器的輸出端，