摘要：无人飞行器测控信道设计是实现其测控通信的基础。通过对测控信道链路中收发天线增益、信道基本衰减、多径衰减和环境衰减等预算，建立了测控信道链路电平分配和误码率计算的通信方程，通过调整链路电平分配来保证设计的测控信道接收灵敏度，再通过信道编码来保证设计的测控信道误码率，最终使设计的测控信道能够满足系统任务技术指标。编写了与所设计计算方法相对应的GUI用户界面，缩短了无人飞行器测控信道分析设计的周期。
　　关键词：无人飞行器；测控信道；电平分配；误码率；GUI
　　中图分类号：V556.1
　　文献标识码：A
　　文章编号：1673-5048（2015）01-0045-04
　　0 引言
　　测控信道是完成对无人飞行器的遥控、遥测、跟踪定位以及任务载荷信息传输的关键所在，其分为上行信道和下行信道。上行信道传输遥控指令：下行信道传输遥测数据和任务载荷信息。地面站通过数据延迟来完成测距，通过天线相位差来完成测角。无人飞行器在复杂飞行任务过程中，要保证其任务的顺利完成，依赖信道设计的实用性和可靠性。
　　对无人飞行器信道的设计多来源于工程应用实际，研究针对性很强。国内外很多学者都开展了相关的工作。Rice和Davis研究了宽带信道遥测特性，Hass提出了适用地空/空空数据链的宽带信道模型。李三中对小型遥测系统进行了信道设计，张祥莉等对高动态多目标定位系统提出了信道设计方案，以上作者在分析和设计中各有侧重点。本文基于已有研究，针对已提出的技术指标，分析测控信道的链路增益预算，给出链路电平分配和误码率，并采用信道编码（纠错机制）保证上下行误码率的指标要求。
　　5 计算工具开发
　　结合无人飞行器测控信道链路增益和信道编码的计算模型，为方便信道设计和计算，设计编写GUI用户界面，将收发天线功率与口径、收发天线损耗、安全裕量、地面天线高度、无人飞行器高度、上下行信道工作频率、大气温度、地面站纬度以及降雨率等作为用户输入参数，可得出双径衰减、大气吸收衰减、降雨衰减、误码率和纠错后的误码率，界面如图2所示。
　　首先，针对衰落计算编程，对输入的地面天线高度、飞行器高度、上下行信道工作频率参数进行初步计算，得出双径衰减、大气吸收衰减以及降雨衰减。其次，针对链路增益计算编程，对输入的收发天线功率与口径、收发天线损耗、安全裕量等参数加入计算，得出误码率和接收机灵敏度。最后，对纠错能力不同的线性分组码或2/3，3/3纠错方式下的最终误码率进行计算。
　　设计进行相关图形界面操作的菜单栏。手动输入参数：地面天线高度、飞行器高度、作用距离、上下行信道工作频率、收发天线发射功率与口径、收发天线损耗、安全裕量等；默认输入参数：大气温度、水蒸气密度、地面站纬度、降雨率、极化倾角等，均可依用户需求更改。以图2中下行信道为例，各参数取值：地面天线2m，飞行器高度3km，作用距离100km，温度、水蒸气密度、地面站纬度、降雨率、极化倾角取默认值，下行工作频率1980MHz，天线发射功率5W，天线增益6dB，发射天线损耗2dB，其他损耗1.2dB，地面天线口径2.5m，地面天线损耗2dB，安全裕量3dB。计算结果误码率为3.65×10^-4。纠错编码后，等效误码率为7.3×10^-7。
　　6 结论
　　针对给定的某无人飞行器建立了测控信道误码率的计算模型，并通过计算模型给出了合理的误码率设计和链路电平分配数据，保证了设计的测控信道指标参数达到系统任务技术指标要求。编写的GUI用户界面高效易用，缩短了无人飞行器的上下行信道计算分析设计周期。