随着科技的进步和军事作战的需要,无人机的军事应用越来越广泛。无人机测控数据链作为无人机系统的“神经中枢”,承担数据的收发任务,需要极高的安全性。现代高科技战争,电磁频谱作战对普遍采用常规直扩抗干扰的无人机数据传输系统带来了极大的挑战。研究无人机测控数据链路的抗干扰、低截获技术已成为无人机系统研究的一个重要方向。混沌序列的产生具有对初值敏感的特性,同一生成式赋予不同初始值可得到完全不同的具有数量众多、非周期、类噪声特性的序列。随着混沌理论的成熟和工程应用,越来越多的研究人员提出了在测控系统中采用混沌序列的思想,在无人机测控系统中,采用混沌序列进行扩频通信,可达到军事应用高保密、抗干扰、低截获的目的。这些研究集中在Chebyshev映射、Logistic映射,改进型Logistic映射、Tent映射等模型,开展了大量的统计特性理论分析和扩频可行性研究。文本采用改进型Logistic混沌扩频序列,通过采用L比特量化法实现了该实值序列的二值量化,并验证了其优良的相关特性。在综合考虑工程实现复杂度的基础上,提出了基于短码序列同步辅助的混沌扩频系统同步方案。采用匹配滤波方法实现短码同步。设计了相应的短码辅助同步流程图,结合同步流程在帧结构设计中引入了长码特征值,实现了短码辅助同步引导。在数据帧结构设计时,重点考虑测控数据链突发通信的特点,采用短帧结构设计。采用DPSK调制方式,避免了解调时相位模糊导致数据错误问题。采用Costas环实现信息的解调。研究了用于扩频通信系统的全数字Costas环路,克服了经典Costas环路正常工作时,对信噪比要求较高的缺点。并对改进型Costas环的解扩解调算法进行了仿真分析及FPGA实现,并通过仿真及板级调试,验证了改进型Logistic序列二值量化算法的正确性,验证了扩频系统Costas环解调电路在低信噪比下信号解调以及短码辅助同步的混沌序列扩频通信系统功能。通过抗干扰实验验证,系统抗干扰增益达到25dB。