用于无人机的光伏调制电源通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于无人机的光伏调制电源通信系统，尤其涉及一种电源效率高 的用于无人机的光伏调制电源通信系统，属于无线电通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 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 比，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。
[0003] 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】
[0004] 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光伏 调制电源通信系统，光伏电源的利用率高，可提高无人机的续行时间。
[0005] 为实现所述发明目的，本发明提供一种光伏调制电源通信系统，其发射机和接收 机，所述发射机包括激励器、控制器、光伏调制电源和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，其特征在于，控制器将激励器所要发送的信号的瞬时幅值给末 级功率放大器提供电能。
[0006] 优选地，光伏调调制电源包括光伏电源模块、充电器和k级电性相串联的直流电 压单元，所述k为大于或者等于2的整数，所述充电器利用光伏电源模块给k级电性相串联 的直流电压单元提供电能。
[0007] 优选地，所述的直流电压单元包括可充电电池组，所述充电器利用光伏电源模块 给可充电电池组充电。
[0008] 优选地，所述的直流电压单元还包括电开关，所述可充电电池组通过电开关接入 串接电路中。
[0009] 优选地，直流电压单元还包括电压传感器，所述电压传感器用于探测可充电电池 的电压，并将可充电电池的电压传送给控制器。
[0010] 与现有技术相比，本发明提供的用于无人机的光伏调制电源通信系统，光伏电源 的利用率尚，可提尚无人机的续彳丁时间。
【附图说明】
[0011] 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是本发明提供的无人机载光伏调制电源发射机的组成框图； 图3是本发明提供的光伏可调制电源的组成框图； 图4是本发明提供的控制器的组成框图； 图5是本发明提供的的末级功率放大器放大信号时提供电能的波形图； 图6是本发明提供的太阳能模块的电路图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图，详细说明本发明。
[0013] 图2是本发明提供的用于无人机的光伏调制电源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光伏调制电源通信系统，其包括发射机和接收机，所述发 射机包括：激励器、控制器(MCU)、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Zq，Itl…，Jfi^1 ;接着进行IFFT变换形成并行的时域数 据，.:發.，…，即·，.，，…，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，；第二混频器用于将模拟信号，与第二 本级振荡器产生的本振信号，进行上变频形成待发送的信号，，预放大器对待发送的信 号4进行放大并送给末级功率放大器进行功率放大。控制器将激励器所要发送的信号的 瞬时幅值给末级功率放大器提供电能。
[0014] 仍如图2所示，输入的二进制数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变开K条并行的低速数据流I u、X11 …，;对其进行IFFT变换得到时域的抽样值：
其中，m为频域的离散点，k为时域的离散点。
[0015] 图3是本发明提供的光伏可调制电源的组成框图。如图3所示，光伏调调制电源 包括k+Ι个光伏电源模块k+Ι充电器和k+Ι级电性相串联的直流电压单元，所述k为大于 或者等于2的整数，所述充电器利用光伏电源模块给直流电压单元提供电能。
[0016] 其中，可充电电池 EO的正极连接于二极管DO的负极，负极接公共端，二极管DO 的正极连接于第1充电器的电源输出端，第1充电器的共公端与可充电电池 EO的公共端相 连，第1充电器的电源输入端连接于第1光伏电源模块的输出端，第1充电器的电源输入端 连接于第1光伏电源模块的输出端。
[0017] 第一个直流电压单元Ml通过二极管Dll连接于第2充电器的输出端，第2充电 器的电源输入端连接于第2光伏电源模块的输出端。第一个直流电压单元Ml包括一可充 电电池组E11、一个续流二极管D12、一个电子开关Tll和一个电压传感器U11，电子开关为 CMOS管，所述电池组Ell的正极连接于续流二极管D12的负极；续流二极管D12的正极连 接到CMOS管的漏极，CMOS管Tll的源极连接到所述电池组Ell的负极，CMOS管Tll的栅极 连接到控制器的一个输出端；电压传感器Ull的两个端子分别连接于可充电电池组Ell的 两端，用于探测可充电电池 Ell两端的电压，并将探测结果传送给控制器的一个输入端。控 制器根据激励器所要发送的信号的瞬时幅值和电压传感器Ull所探测的可充电电流的电 压控制CMOS管Tll的通断。CMOS管Tll工作于开关状态，当给CMOS管Tll的栅极输入一 个高电位时，CMOS管Tll导通，电池组Ell的负极相当于接到续流二极管D12的正极。续 流二极管D12两端的电压为Ul，上端为正，下端为负。当给CMOS管Tll的栅极输入一个低 电位时，CMOS管Tll截止。续流二极管D12两端的电压为二极管结电压。
[0018] 同理，第二个直流电压单元M2通过二极管D21连接于第3充电器的输出端，第3 充电器的电源输入端连接于第3光伏电源模块的输出端。第二个直流电压单元M2包括一 可充电电池组E21、一个续流二极管D22、一个电子开关T21和一个电压传感器U21，电子开 关为CMOS管，所述电池组E21的正极连接于续流二极管D22的负极；续流二极管D22的正 极连接到CMOS管的漏极，CMOS管T21的源极连接到所述电池组E21的负极，CMOS管T21 的栅极连接到控制器的一个输出端；电压传感器U21的两个端子分别连接于可充电电池组 E21的两端，用于探测可充电电池 E21两端的电压，并将探测结果传送给控制器的一个输入 端。控制器根据激励器所要发送的信号的瞬时幅值和电压传感器U21所探测的可充电电流 的电压控制CMOS管T21的通断。CMOS管T21工作于开关状态，当CMOS管T21的栅极输入 一个高电位时，CMOS管T21导通，电池组E21的负极相当于接到续流二极管D22的正极。续 流二极管D22两端的电压为U2,上端为正，下端为负。当CMOS管T21的栅极输入一个低电 位时，CMOS管T21截止。续流二极管D22两端的电压为二极管结电压。
[0019] 依次类推，第k个直流电压单元Mk通过二极管Dkl连接于第k+Ι充电器的输出端，