專利名稱：用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源ofdm通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)，尤其涉及一種電源效率高的用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)，屬于無線電通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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t匕，它具有體積小、造價低、使用方便，對作站環(huán)境要求低、戰(zhàn)場生存能力較強(qiáng)等特點?，F(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敵情進(jìn)行偵察和監(jiān)視，可以作為騙敵誘餌，對敵人實施干擾，對敵進(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。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中提供的末級功率放大器放大信號時提供電能的波形圖。如圖1所示，為了使發(fā)射信號％不失真的通過無線信道進(jìn)行傳輸，在末級功率放大級需要提供的電源電壓值E大于所發(fā)射信號的最大幅值，如此，大部分能量被以熱能的形式消耗掉了。而對 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交頻分復(fù)用)系統(tǒng),信號的峰平比很高，大部分信號的幅值 比較低，而只有極小一部分信號的幅度比較大，而采用現(xiàn)有技術(shù)中的供電方法，給末級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
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)，其電源利用率高，可以達(dá)到80%以上。為實現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM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:激勵器、幅度預(yù)測判決器、編碼器、直流調(diào)制電源、用于對激勵器所要發(fā)送的信號進(jìn)行功率放大的末級功率放大器、用于對末級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)末級功率放大的電信號變成磁信號并發(fā)射到空間的發(fā)射天線，所述接收機(jī)包括:用于將空間磁信號變成電信號的接收天線，用于將接收天線所接收的電信號進(jìn)行放大的小信號放大器，用于將小信號放大器所放大的信號與第一本級振蕩器所產(chǎn)生的本振信號進(jìn)行下變頻形成中頻信號的第一混頻器，用于將中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成數(shù)據(jù)信號的模數(shù)變換器，用于去除數(shù)據(jù)信號中的時間間隔，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)器所輸出的信號進(jìn)行符號逆映射的符號逆映射器，其特征在于，幅度預(yù)測判決器將激勵器所要發(fā)送的信號的瞬時幅值與設(shè)定值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳送給編碼器；編碼器對比較結(jié)果進(jìn)行編碼形成二進(jìn)制碼，直流調(diào)制電源根據(jù)二進(jìn)制碼給末級功率放大器提供電能；所述直流調(diào)制電源包括η級直流電壓單元，各直流電壓單元通過續(xù)流線圈級聯(lián)，每個直流電壓單元包括一個電池組、一個續(xù)流二極管、一個電子開關(guān)和一個驅(qū)動級，電池組的正極連接到續(xù)流二極管的負(fù)極；續(xù)流二極管的正極連接到電子開關(guān)的第一端，電子開關(guān)的第二端連接到電池組的負(fù)極，電子開關(guān)的控制端連接到驅(qū)動級，驅(qū)動級根據(jù)編碼器所提供的二進(jìn)制碼控制電子開關(guān)的通斷，所述η為大于或者等于2的整數(shù)。優(yōu)選地，激勵器包括符號映射器、OFDM調(diào)制器、D/A變換電路、第二混頻器、第二本級振蕩器和預(yù)放大器，其中，符號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)符號并將數(shù)據(jù)符號映射成復(fù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)序列，OFDM調(diào)制器用于將所復(fù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)序列串并變換并調(diào)制到N個子載波上，接著進(jìn)行IFFT變換形成并行的時域數(shù)據(jù)，即并行的OFDM符號，將所述并行的時域數(shù)據(jù)進(jìn)行并串變換形成串行的OFDM符號，而后在每個串行的OFDM符號間插入保護(hù)時間間隔形成串行的插入了保護(hù)時間間隔的OFDM符號數(shù)據(jù)流；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Ui ;第二混頻器用于將模擬信號Ui與第二本級振蕩器產(chǎn)生的本振信號Utl進(jìn)行上變頻形成待發(fā)送的信號uh，預(yù)放大器對待發(fā)送的信號Uh進(jìn)行放大并送給末級功率放大器進(jìn)行功率放大。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)，可將電源利用率提高到60%。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中提供的末級功率放大器放大信號時提供電能的波形圖； 圖2是本發(fā)明提供 的用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)的組成框圖；圖3是本發(fā)明提供的直流調(diào)制電源的組成框圖。圖4是本發(fā)明提供的末級功率放大器放大信號時提供電能的波形圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明。圖2是本發(fā)明提供的用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM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)的直流調(diào)制電源OFDM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:激勵器、幅度預(yù)測判決器、編碼器、直流調(diào)制電源、用于對激勵器所要發(fā)送的信號進(jìn)行功率放大的末級功率放大器、用于對末級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)末級功率放大的電信號變成磁信號并發(fā)射到空間的發(fā)射天線，所述接收機(jī)包括:用于將空間磁信號變成電信號的接收天線，用于將接收天線所接收的電信號進(jìn)行放大的小信號放大器，用于將小信號放大器所放大的信號與第一本級振蕩器所產(chǎn)生的本振信號進(jìn)行下變頻形成中頻信號的第一混頻器，用于將中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成數(shù)據(jù)信號的模數(shù)變換器，用于去除數(shù)據(jù)信號中的時間間隔，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)器所輸出的信號進(jìn)行符號逆映射的符號逆映射器。激勵器包括符號映射器、OFDM調(diào)制器、D/A變換電路、混頻器、本級振蕩器和預(yù)放大器，其中，符號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)符號并將數(shù)據(jù)符號映射成復(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個子載波上，K個子載波上的數(shù)據(jù)記為Xtl, X0..., Xih ;接著進(jìn)行IFFT變換形成并行的時域數(shù)據(jù)X。，X1,, xK-1,即X。，X1,...，Xk-1為一個OFDM符號，將所述并行的時域數(shù)據(jù)進(jìn)行并串變換形成串行的OFDM符號，而后在每個OFDM符號間插入保護(hù)時間間隔形成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Ui ;第二混頻器用于將模擬信號Ui與第二本級振蕩器產(chǎn)生的本振信號Utl進(jìn)行上變頻形成待發(fā)送的信號uh，預(yù)放大器對待發(fā)送的信號Uh進(jìn)行放大并送給末級功率放大器進(jìn)行功率放大。幅度預(yù)測判決器對Xq、Xq、...，Xim的幅值依次與η個設(shè)定值A(chǔ)t1、設(shè)定值A(chǔ)T1，...，設(shè)定值A(chǔ)Tn (其中，An < An<...，< Ατη)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳送給編碼器，編碼器根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行編碼形成二進(jìn)制碼，直流調(diào)制電源根據(jù)二進(jìn)制碼給末級功放提供電能。為保證信號不失真，通常，設(shè)定值ΑΤη大于所有OFDM符號中數(shù)據(jù)的最大值。仍如圖2所示，在發(fā)送端輸入的二進(jìn)制碼流進(jìn)行分組形成數(shù)據(jù)符號，數(shù)據(jù)符號經(jīng)符號映射器映射形成復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)序列，復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)序列串并變換后形成K條并行的低速數(shù)據(jù)流Xtl, X0, , Χκ_!;對其進(jìn)行IFFT變換得到時域的抽樣值:
權(quán)利要求
1.一種用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM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:激勵器、幅度預(yù)測判決器、編碼器、直流調(diào)制電源、用于對激勵器所要發(fā)送的信號進(jìn)行功率放大的末級功率放大器、用于對末級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)末級功率放大的電信號變成磁信號并發(fā)射到空間的發(fā)射天線，所述接收機(jī)包括:用于將空間磁信號變成電信號的接收天線，用于將接收天線所接收的電信號進(jìn)行放大的小信號放大器，用于將小信號放大器所放大的信號與第一本級振蕩器所產(chǎn)生的本振信號進(jìn)行下變頻形成中頻信號的第一混頻器，用于將中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成數(shù)據(jù)信號的模數(shù)變換器，用于去除數(shù)據(jù)信號中的時間間隔，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)器所輸出的信號進(jìn)行符號逆映射的符號逆映射器，其特征在于，幅度預(yù)測判決器將激勵器所要發(fā)送的信號的瞬時幅值與設(shè)定值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳送給編碼器；編碼器對比較結(jié)果進(jìn)行編碼形成二進(jìn)制碼，直流調(diào)制電源根據(jù)二進(jìn)制碼給末級功率放大器提供電能。
2.根據(jù)要求要求I所述的用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)，其特征在于，所述直流調(diào)制電源包括η級直流電壓單元，各直流電壓單元通過續(xù)流線圈級聯(lián)，每個直流電壓單元包括一個電池組、一個續(xù)流二極管、一個電子開關(guān)和一個驅(qū)動級，電池組的正極連接到續(xù)流二極管的負(fù)極；續(xù)流二極管的正極連接到電子開關(guān)的第一端，電子開關(guān)的第二端連接到電池組的負(fù)極，電子開關(guān)的控制端連接到驅(qū)動級，驅(qū)動級根據(jù)編碼器所提供的二進(jìn)制碼控制電子開關(guān)的通斷，所述η為大于或者等于2的整數(shù)。
3.根據(jù)要求要求2所述的用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)，其特征在于，激勵器包括符號映射器、OFDM調(diào)制器、D/A變換電路、第二混頻器、第二本級振蕩器和預(yù)放大器，其中，符號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)符號并將數(shù)據(jù)符號映射成復(fù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)序列，OFDM調(diào)制器用于將所復(fù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)序列串并變換并調(diào)制到N個子載波上，接著進(jìn)行IFFT變換形成并行的時域數(shù)據(jù)，即并行的OFDM符號，將所述并行的時域數(shù)據(jù)進(jìn)行并串變換形成串行的OFDM符號，而后在每個串行的OFDM符號間插入保護(hù)時間間隔形成串行的插入了保護(hù)時間間隔的OFDM符號數(shù)據(jù)流；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ui;第二混頻器用于將模擬信號Ui與第二本級振蕩器產(chǎn)生的本振信號Utl進(jìn)行上變頻形成待發(fā)送的信號 IV預(yù)放大器對待發(fā)送的信號Uh進(jìn)行放大并送給末級功率放大器進(jìn)行功率放大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3所述的用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的電池組為太陽能電池組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無人機(jī)的直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)，屬于無線電通信技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括激勵器、幅度預(yù)測判決器、編碼器、直流調(diào)制電源、末級功率放大器、輸出濾波器和發(fā)射天線，其中，幅度預(yù)測判決器將激勵器所要發(fā)送的信號的瞬時幅值與設(shè)定值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳送給編碼器；編碼器對比較結(jié)果進(jìn)行編碼形成二進(jìn)制碼，直流調(diào)制電源根據(jù)二進(jìn)制碼給末級功率放大器提供電能，末級功率放大器用于對激勵器要發(fā)送的信號進(jìn)行功率放大；輸出濾波器用于對末級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；發(fā)射天線用于將電信號變成磁信號并發(fā)射到空間。所述直流調(diào)制電源OFDM通信系統(tǒng)可提高無人機(jī)的電源效率。
文檔編號H04L27/26GK103227722SQ201310088238
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者樊邦奎, 王守杰, 閆敦豹, 趙炳愛, 聶志彪, 朱劍佑, 馬靜謹(jǐn), 張瑞雨 申請人:北京市信息技術(shù)研究所