目前,随着我国工业、农业领域对智能化系统的应用需求大幅提升,特别是现场高清监测和遥感遥测等任务逐渐在利用无人机系统完成,极大地提高了复杂环境条件下的工作效率。应用于工业、农业领域的无人机对机载各系统的成本和体积都有严格的要求。由此,作为无人机关键系统之一的数据链测控系统,正向小型化、低成本、多功能和高可靠性的方向发展。无人机数据链测控系统由机载端和地基端双向通信系统组成。机载端通信系统包括天线单元、射频单元(或射频前端)、基带处理单元(含图像、视频压缩电路部分)以及电源控制单元等功能单元。地基端通信系统包括天线单元、射频前端单元、伺服跟踪单元、基带处理单元、电源控制单元和接口单元等功能单元。作为无人机数据链测控系统的重要组成部分,具备小体积、低功耗、高可靠等特点的射频前端单元是无人机数据链测控系统实现小型化、通用化特性的关键部分。射频前端系统电路的设计和优化是无人机数据链测控系统研发中非常关键性的工作。论文针对飞行距离为10km~100km的工业级无人机的应用需求,提出了一种集成S波段数传链路和C波段图传链路一体化的无人机数据链设计方案。其中,机地间双向数传任务采用S波段系统完成,码速率达到150kbps;机地间实时图像传输任务采用C波段链路完成,码速率达到10Mbps。随着微波集成电路技术的不断发展,射频芯片的性能和集成度正在逐步提升。论文针对无人机数据链射频前端电路的设计需求,通过使用集成度高、成本较低的工业级射频芯片,实现了一种小型化、低成本的射频前端。射频前端发射电路部分采用了直接变频发射机结构。正交调制单元利用工业级射频正交调制器芯片将基带数据直接调制到S波段和C波段载波频率。为了降低系统成本和缩短开发周期,设计采用了同一系列宽频带固态功率放大器级联方案,分别实现了系统所需的S波段和C波段功率放大器。无人机数据链通信系统发射前端的S和C波段功率放大器输出功率均达到7W,输出的射频调制信号误差向量幅度(EVM)值均<6%。射频前端接收电路部分通过选用工业级的射频芯片,实现了宽动态范围,系统的数传接收前端接收灵敏度优于-110d Bm,图传接收前端接收灵敏度优于-85d Bm。基于实验室现有条件,搭建了无人机数据链小型化射频前端性能的测试平台,完成了论文实现的射频前端各电路模块以及整个无人机数据链系统的性能测试,并针对测试结果进行了分析和总结。最后,基于试飞测试等工作中出现的问题,论文提出了下一步无人机数据链通信系统的功能和性能优化的部分思路。