一种无人机机载无线紫外光MIMO通信探测一体化装置及方法

本发明涉及光电信息的，特别涉及一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化装置及方法。

背景技术：

1、无人机(unmanned aerial vehicle,uav)，又称无人驾驶飞机，是指利用空气动力提供升力，可以遥控或自主控制，可回收利用，能够携带有效载荷的无人飞行器。随着智能化的不断发展，无人机凭借高灵活性、可重复利用以及不造成人员伤亡等优势被广泛应用于军用和民用领域。军事领域可无人机不仅能够在战场环境中执行侦察攻击等任务，还被应用于边境巡逻、空中侦察等。在民用方面可以被用于灾难救援、电力线巡检、影视拍摄等各个方面。

2、目前由于机载设备集成度低且无人机有效载荷能力有限，导致作战无人机存在功能单一、作战效率低下等问题，因此无人机机载设备一体化技术是解决上述问题的关键。在拒止环境中，位于集群无人机既需要快速可靠通信组网又需要机间相对准确定位，还需要具备协同侦查作业能力。在拒止条件下，传统的无线电通信和雷达探测能力会受到限制。单一作用的通信和探测设备同时搭载在一个无人机系统，会大量消耗载荷和能量，最终影响无人机的作业效率。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化装置及方法，能够有效降低无人机的载荷，节约平台空间、降低平台能耗以及提高平台安全性，在无人机上利用遗传算法能够确定设备的最佳安装位置，减少电磁兼容，能够使无人机具备紫外信息传输，紫外被动目标探测一体化功能。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化装置，包括：

2、半球形结构，该半球形结构的表面上设置有多个条纬线。每两个纬线之间设置有多个经线，且每条经线在竖直方向上不对齐设置，且每条经线在纬线方向之间间隔设置；

3、在每个纬线与经线的相交点处均处设置有紫外led与紫外探测件；

4、该半球形结构的顶点处安装有光电倍增管。

5、优选的，该无人机的机身一相对面上均设置有无线紫外光mimo通信探测一体化装置，且无人机的每个旋翼支臂顶端上垂直固接有无线紫外光mimo通信探测一体化装置。

6、一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化方法，包括以下步骤：

7、s1、设计紫外光mimo通信探测一体化装置；

8、s2、将无人机的机身上固接多个紫外光mimo通信探测一体化装置；

9、s3、无人机通过紫外光mimo通信探测一体化装置探测微弱紫外枪击火焰，实现无人机紫外探测功能；

10、s4、建立集群内无人机机间无线紫外光通信链路，将步骤3探测到的紫外信息利用紫外光通信实现无人机机间紫外信息的发送和接收。

11、优选的，步骤s1还包括以下步骤：

12、s11、在半球形结构的表面上均匀划分经线；

13、s12、根据经线长度非均匀合理分布不同的纬线个数；

14、s13、在经纬线的交点处安装紫外led和紫外光敏管，并在半球形结构的顶点处光电倍增管；

15、s14、对每个半球形结构进行编号，并对每个半球形结构上安装的紫外led、紫外光敏管及光电倍增管进行唯一编号。

16、优选的，步骤s3中当无人机进入探测区域，通过紫外通信紫外光mimo通信探测一体化装置中的紫外光敏管和光电倍增管对枪击火焰的信息进行被动探测，通过判断枪击频率和移动信息达到拒止环境中的紫外敏捷探测，对探测到的紫外信息进行分析，得到目标个数、运动角速度的信息。

17、优选的，步骤s4还包括以下步骤；

18、s41、若无人机i和无人机j之间未建立机间紫外通信链路，以波长未245nm的紫外信号周期性广播无人机i的自身信息；

19、s42、无人机j收到无人机i发送的紫外信息，立即回复应答信息，建立无人机i和无人机j之间的机间通信链路；

20、s43、无人机i和无人机j分别利用波长为255nm和波长为265nm的紫外信号进行双工通信，达到拒止条件下的隐秘通信，编队采用非直接视距通信方式。

21、本发明与现有技术相比，其有益效果是：在拒止条件下利用无线紫外光作为集群内无人机的通信方式和被动探测方法，不仅解决了拒止环境中，传统的通信探测方式效果受限等问题，而且由于无线紫外光自身的优越性，还能实现无需捕获对准跟踪，全天候非直视通信等。设计的基于半球形非均匀排布的紫外通信探测一体化装置能够有效降低无人机的载荷，节约平台空间、降低平台能耗以及提高平台安全性，在无人机上利用遗传算法能够确定设备的最佳安装位置，减少电磁兼容。能够使无人机具备紫外信息传输，紫外被动目标探测一体化功能。

技术特征：

1.一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化装置，其特征在于，该无人机的机身一相对面上均设置有无线紫外光mimo通信探测一体化装置，且无人机的每个旋翼支臂顶端上垂直固接有无线紫外光mimo通信探测一体化装置。

3.如权利要求1-2所述的任一的一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化装置，其特征在于，步骤s1还包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化装置，其特征在于，步骤s3中当无人机进入探测区域，通过紫外通信紫外光mimo通信探测一体化装置中的紫外光敏管和光电倍增管对枪击火焰的信息进行被动探测，通过判断枪击频率和移动信息达到拒止环境中的紫外敏捷探测，对探测到的紫外信息进行分析，得到目标个数、运动角速度的信息。

6.如权利要求3所述的一种无人机机载无线紫外光mimo通信探测一体化装置，其特征在于，步骤s4还包括以下步骤；

技术总结
本发明公开了一种无人机机载无线紫外光MIMO通信探测一体化装置及方法，包括：半球形结构，该半球形结构的表面上设置有多个条纬线。每两个纬线之间设置有多个经线；在每个纬线与经线的相交点处均处设置有紫外LED与紫外探测件；该半球形结构的顶点处安装有光电倍增管利用无线紫外光通信来代替传统的无线电通信，利用无线紫外光被动探测来代替传统的雷达探测，可以为集群无人机在拒止环境中的通信探测提供保障。根据本发明，能够有效降低无人机的载荷，节约平台空间、降低平台能耗以及提高平台安全性，在无人机上利用遗传算法能够确定设备的最佳安装位置，减少电磁兼容，能够使无人机具备紫外信息传输，紫外被动目标探测一体化功能。

技术研发人员：姜凤娇,刘阳,赵太飞,王妍
受保护的技术使用者：上海农林职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15