近年来,随着高清视频编解码技术、高精度卫星导航技术、移动基站定位技术及宽带无线通信的技术在无人机上的应用,大大提高了无人机的性能指标和应用范围。不管在工业领域还是特殊应用领域,无人机都发挥着重要作用。随着技术指标的不断提升,无人机的无线通信传输技术还需要进一步探索和发展。本文基于实验室无人机图传选题,以实现地面测控设备和无人机之间的相互通信为目的,即一方面实现地面测控设备能够发送控制指令到机载设备,另一方面实现机载设备能够把采集到的信息遥测传送到地面。本文基于AD9361+ZYNQ7045平台,完成无人机无线通信传输系统的设计与实现。虽然市场上现有多种完整的无人机无线通信解决方案,但是面对无人机通信频点可能分布在L波段、S波段或C波段等非固定频点的情况,仍不能满足要求。本文提出的设计方案,可配置的射频工作频点范围为70MHz到6GHz,足以满足多种通信频点的应用要求。本文提出的无人机无线通信传输系统的可扩展性强、应用范围广、集成度高,对无人机的无线通信传输系统的设计有一定的借鉴意义。本文的主要工作包括以下方面:(1)论述了选题研究背景及意义、国内外无人机的发展过程,并简述了研究内容及各章节内容。提出了采用AD9361结合ZYNQ7045 FPGA分别实现射频部分和基带部分的设计方案。其中,AD9361射频芯片主要完成上下变频等工作,Xilinx的FPGA芯片ZYNQ7045主要完成发送组帧和接收解帧、编解码、调制解调等工作。(2)着重论述了ZYNQ7045中基带部分的系统设计、无线链路上行和下行帧结构,并结合接收机的灵敏度和自由空间损耗两个系统指标,对本系统的相关参数进行设计和评估。(3)重点实现并分析了以下四个关键技术:卷积编解码技术,基于Matlab平台实现卷积编码及Viterbi译码的仿真;抽取及插值滤波器技术,在Vivado中实现九倍抽取滤波器的仿真;接收端载波同步技术,针对频率偏差较大的问题,采用最大似然频偏估计算法和QPSK解调方法达到降低频率偏差、有效恢复原始数据信息的目的,并基于Matlab平台实现了仿真验证;AD9361内部增益控制原理。(4)针对基带部分的具体实现上,本文提出了PS端外设寄存器的设置方法和SPI接口控制方法,给出了在PS中添加的代码,以实现AD9361芯片的BB_PLL工作在1024MHz;接着,提供了通过BIST进行确定发射和接收通道信号时序的方法,并完成了AD9361芯片的自测过程;然后,论述了四相绝对相移键控(QPSK)和四相相对相移键控(DQPSK)调制方法,并在PL中实现了QPSK调制;最后,论述了QPSK解调流程和如何在PL中实现帧同步的方法。(5)通过实验室设备对该无线通信传输系统进行各项指标测试,在实验室测试成功后,采用大疆的经纬M200无人机进行搭载试飞测试,测试结果显示本选题设计的无人机无线通信传输系统满足初始设计指标。在该系统的研究基础上,可以更好地进行小型无人机组网、无人机编队飞行等系统的设计和实现,足以适应未来无人机组建中队的场景应用。