专利名称：用于无人机的直流调制电源ofdm通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，尤其涉及一种电源效率高的用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，属于无线电通信技术领域。
背景技术：
无人机是一种以无线电遥控或自身程序控制为主的不载人飞机。与载人飞机相t匕，它具有体积小、造价低、使用方便，对作站环境要求低、战场生存能力较强等特点。现代战争中，无人机可以深入阵地前沿和敌后一二百公里对敌情进行侦察和监视，可以作为骗敌诱饵，对敌人实施干扰，对敌进行攻击，还可以进行通信中继，但是，无人机在完成其任务时需要电能，如果电能一旦用尽，其担任的任务就无法完成。图1是现有技术中提供的末级功率放大器放大信号时提供电能的波形图。如图1所示，为了使发射信号％不失真的通过无线信道进行传输，在末级功率放大级需要提供的电源电压值E大于所发射信号的最大幅值，如此，大部分能量被以热能的形式消耗掉了。而对 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交频分复用)系统,信号的峰平比很高，大部分信号的幅值 比较低，而只有极小一部分信号的幅度比较大，而采用现有技术中的供电方法，给末级功放加固定电压或者电流的电源，电源的利用率极低。
发明内容
为克服现有技术中存在的缺点，本发明的发明目的是提供一种用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，其电源利用率高，可以达到80%以上。为实现所述发明目的，本发明提供一种用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，其包括发射机和接收机，所述发射机包括:激励器、幅度预测判决器、编码器、直流调制电源、用于对激励器所要发送的信号进行功率放大的末级功率放大器、用于对末级功率放大器的输出阻抗与发射天线的输入阻抗进行匹配的输出滤波器和用于将经末级功率放大的电信号变成磁信号并发射到空间的发射天线，所述接收机包括:用于将空间磁信号变成电信号的接收天线，用于将接收天线所接收的电信号进行放大的小信号放大器，用于将小信号放大器所放大的信号与第一本级振荡器所产生的本振信号进行下变频形成中频信号的第一混频器，用于将中频信号进行模数变换形成数据信号的模数变换器，用于去除数据信号中的时间间隔，而后依次进行串并变换、FFT变换和并串变换的OFDM解调器和用于将OFDM解调器所输出的信号进行符号逆映射的符号逆映射器，其特征在于，幅度预测判决器将激励器所要发送的信号的瞬时幅值与设定值进行比较，并将比较结果传送给编码器；编码器对比较结果进行编码形成二进制码，直流调制电源根据二进制码给末级功率放大器提供电能；所述直流调制电源包括η级直流电压单元，各直流电压单元通过续流线圈级联，每个直流电压单元包括一个电池组、一个续流二极管、一个电子开关和一个驱动级，电池组的正极连接到续流二极管的负极；续流二极管的正极连接到电子开关的第一端，电子开关的第二端连接到电池组的负极，电子开关的控制端连接到驱动级，驱动级根据编码器所提供的二进制码控制电子开关的通断，所述η为大于或者等于2的整数。优选地，激励器包括符号映射器、OFDM调制器、D/A变换电路、第二混频器、第二本级振荡器和预放大器，其中，符号映射器用于将所输入的串行二进制码流进行分组形成数据符号并将数据符号映射成复数据数据序列，OFDM调制器用于将所复数据数据序列串并变换并调制到N个子载波上，接着进行IFFT变换形成并行的时域数据，即并行的OFDM符号，将所述并行的时域数据进行并串变换形成串行的OFDM符号，而后在每个串行的OFDM符号间插入保护时间间隔形成串行的插入了保护时间间隔的OFDM符号数据流；D/A变换电路将数据流进行数模转换形成模拟信号Ui ;第二混频器用于将模拟信号Ui与第二本级振荡器产生的本振信号Utl进行上变频形成待发送的信号uh，预放大器对待发送的信号Uh进行放大并送给末级功率放大器进行功率放大。与现有技术相比，本发明提供的用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，可将电源利用率提高到60%。
图1是现有技术中提供的末级功率放大器放大信号时提供电能的波形图； 图2是本发明提供 的用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统的组成框图；图3是本发明提供的直流调制电源的组成框图。图4是本发明提供的末级功率放大器放大信号时提供电能的波形图。
具体实施例方式下面结合附图，详细说明本发明。图2是本发明提供的用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统的组成框图。如图2所示，本发明提供一种用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，其包括发射机和接收机，所述发射机包括:激励器、幅度预测判决器、编码器、直流调制电源、用于对激励器所要发送的信号进行功率放大的末级功率放大器、用于对末级功率放大器的输出阻抗与发射天线的输入阻抗进行匹配的输出滤波器和用于将经末级功率放大的电信号变成磁信号并发射到空间的发射天线，所述接收机包括:用于将空间磁信号变成电信号的接收天线，用于将接收天线所接收的电信号进行放大的小信号放大器，用于将小信号放大器所放大的信号与第一本级振荡器所产生的本振信号进行下变频形成中频信号的第一混频器，用于将中频信号进行模数变换形成数据信号的模数变换器，用于去除数据信号中的时间间隔，而后依次进行串并变换、FFT变换和并串变换的OFDM解调器和用于将OFDM解调器所输出的信号进行符号逆映射的符号逆映射器。激励器包括符号映射器、OFDM调制器、D/A变换电路、混频器、本级振荡器和预放大器，其中，符号映射器用于将所输入的串行二进制码流进行分组形成数据符号并将数据符号映射成复数数据序列，OFDM调制器用于将复数数据序列进行串并变换并调制到K个子载波上，K个子载波上的数据记为Xtl, X0..., Xih ;接着进行IFFT变换形成并行的时域数据X。，X1,, xK-1,即X。，X1,...，Xk-1为一个OFDM符号，将所述并行的时域数据进行并串变换形成串行的OFDM符号，而后在每个OFDM符号间插入保护时间间隔形成OFDM码元；D/A变换电路将数据流进行数模转换形成模拟信号Ui ;第二混频器用于将模拟信号Ui与第二本级振荡器产生的本振信号Utl进行上变频形成待发送的信号uh，预放大器对待发送的信号Uh进行放大并送给末级功率放大器进行功率放大。幅度预测判决器对Xq、Xq、...，Xim的幅值依次与η个设定值At1、设定值AT1，...，设定值ATn (其中，An < An<...，< Ατη)进行比较，并将比较结果传送给编码器，编码器根据比较结果进行编码形成二进制码，直流调制电源根据二进制码给末级功放提供电能。为保证信号不失真，通常，设定值ΑΤη大于所有OFDM符号中数据的最大值。仍如图2所示，在发送端输入的二进制码流进行分组形成数据符号，数据符号经符号映射器映射形成复数数据序列，复数数据序列串并变换后形成K条并行的低速数据流Xtl, X0, , Χκ_!;对其进行IFFT变换得到时域的抽样值:
权利要求
1.一种用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，其包括发射机和接收机，所述发射机包括:激励器、幅度预测判决器、编码器、直流调制电源、用于对激励器所要发送的信号进行功率放大的末级功率放大器、用于对末级功率放大器的输出阻抗与发射天线的输入阻抗进行匹配的输出滤波器和用于将经末级功率放大的电信号变成磁信号并发射到空间的发射天线，所述接收机包括:用于将空间磁信号变成电信号的接收天线，用于将接收天线所接收的电信号进行放大的小信号放大器，用于将小信号放大器所放大的信号与第一本级振荡器所产生的本振信号进行下变频形成中频信号的第一混频器，用于将中频信号进行模数变换形成数据信号的模数变换器，用于去除数据信号中的时间间隔，而后依次进行串并变换、FFT变换和并串变换的OFDM解调器和用于将OFDM解调器所输出的信号进行符号逆映射的符号逆映射器，其特征在于，幅度预测判决器将激励器所要发送的信号的瞬时幅值与设定值进行比较，并将比较结果传送给编码器；编码器对比较结果进行编码形成二进制码，直流调制电源根据二进制码给末级功率放大器提供电能。
2.根据要求要求I所述的用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，其特征在于，所述直流调制电源包括η级直流电压单元，各直流电压单元通过续流线圈级联，每个直流电压单元包括一个电池组、一个续流二极管、一个电子开关和一个驱动级，电池组的正极连接到续流二极管的负极；续流二极管的正极连接到电子开关的第一端，电子开关的第二端连接到电池组的负极，电子开关的控制端连接到驱动级，驱动级根据编码器所提供的二进制码控制电子开关的通断，所述η为大于或者等于2的整数。
3.根据要求要求2所述的用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，其特征在于，激励器包括符号映射器、OFDM调制器、D/A变换电路、第二混频器、第二本级振荡器和预放大器，其中，符号映射器用于将所输入的串行二进制码流进行分组形成数据符号并将数据符号映射成复数据数据序列，OFDM调制器用于将所复数据数据序列串并变换并调制到N个子载波上，接着进行IFFT变换形成并行的时域数据，即并行的OFDM符号，将所述并行的时域数据进行并串变换形成串行的OFDM符号，而后在每个串行的OFDM符号间插入保护时间间隔形成串行的插入了保护时间间隔的OFDM符号数据流；D/A变换电路将数据流进行数模转换形成模拟信号ui;第二混频器用于将模拟信号Ui与第二本级振荡器产生的本振信号Utl进行上变频形成待发送的信号 IV预放大器对待发送的信号Uh进行放大并送给末级功率放大器进行功率放大。
4.根据权利要求1到3所述的用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，其特征在于，所述的电池组为太阳能电池组。
全文摘要
本发明涉及一种用于无人机的直流调制电源OFDM通信系统，属于无线电通信技术领域。所述系统包括发射机和接收机，所述发射机包括激励器、幅度预测判决器、编码器、直流调制电源、末级功率放大器、输出滤波器和发射天线，其中，幅度预测判决器将激励器所要发送的信号的瞬时幅值与设定值进行比较，并将比较结果传送给编码器；编码器对比较结果进行编码形成二进制码，直流调制电源根据二进制码给末级功率放大器提供电能，末级功率放大器用于对激励器要发送的信号进行功率放大；输出滤波器用于对末级功率放大器的输出阻抗与发射天线的输入阻抗进行匹配；发射天线用于将电信号变成磁信号并发射到空间。所述直流调制电源OFDM通信系统可提高无人机的电源效率。
文档编号H04L27/26GK103227722SQ201310088238
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者樊邦奎, 王守杰, 闫敦豹, 赵炳爱, 聂志彪, 朱剑佑, 马静谨, 张瑞雨 申请人:北京市信息技术研究所