[发明专利]基于直流载波的系留无人机链路通讯系统

说明书

本发明提供了一种基于直流载波的系留无人机链路通讯系统，包括：地面端电力线载波模块、机载端电力线载波模块、宽压交流输入供电电路、滤波器、交流‑高压直流转换电路、高压直流‑低压直流转换电路和UAV；所述宽压交流输入供电电路用于将来自外部的交流电源提供给整个系统供电；所述交流‑高压直流转换电路用于将来自外部交流电转换为高压直流电，在经稳压、滤波后通过电力线传到无人机机载端；所述高压直流‑低压直流转换电路用于将来自交流‑高压直流转换电路的高压直流电转换成无人机工作所需要的低压直流电。本发明以电力线作为通讯信息的传输媒介，在传输电能的基础上实现了直流电力载波通讯技术在系留无人机系统上的应用，降低了系留无人机有线传输线路的复杂程度及其建设成本；实现了电力载波通讯技术在直流高压上的传输，同时降低了电力线上电能的损耗。

技术领域

本发明属于电力线直流载波通讯技术领域，具体涉及的是一种基于直流载波的系留无人机链路通讯系统。

背景技术

系留无人机是现今发展迅速的一种无人机，由于系留无人机可长时间滞空，具有负载能力强，抗风能力强，抗干扰能力强等优点。因此，系留无人机的飞行和控制要求负载高电压和大电流，所以，大部分系留无人机本身并不配置供电单元，或其供电单元的供电量非常小。所以，系留无人机依靠一根或多根线缆与地面供电系统进行连接依靠地面供电系统为其提供续航所需的电量。通讯链路要么采用无线传输，但传输的可靠性和安全性受到很大限制；要么是单独架设通讯线路的方式进行数据传递(如在线缆中加入光纤的通讯方式)，因而普遍存在通讯线路与电力线纵横交叉、错综复杂且维修困难、建设成本较高等问题。

电力线载波通讯是以电力线作为传输媒介，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，属于电力系统特有的通信方式。其最大的特点是不需要另外架设通讯线路，只需借助现有的电力线，就能实现数据的传递，因而可有效降低系留无人机电力线路和通讯链路的复杂程度及其建设成本。

目前，交流电力载波通讯技术已在智能家居、工控系统等现有的交流电力系统中获得了广泛的应用。但是由于电力线传输的无屏蔽性，电网的稳定性比传统的通信网差得多，使得电力线通信线路的电磁环境极为复杂，例如电网谐波干扰严重、其他电器设备噪声的干扰、低压配电网的分支多、其复杂的拓扑结构导致了网络阻抗时变性及非线性，在如此恶劣的电网环境下对电力载波通讯技术十分不利。而业内对于直流电力载波通讯技术的研究却很少，对此，深入研究直流载波通讯技术在无人机通讯链路系统中的应用已变得极为迫切。

发明内容

有鉴于此，本发明人提出了一种基于直流载波的系留无人机链路通讯系统，以解决系留无人机有线通讯线路与电力线纵横交叉、错综复杂、通讯链路易损坏且维修困难、建设成本较高的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于直流载波的系留无人机链路通讯系统，包括：地面端电力线载波模块、机载端电力线载波模块、宽压交流输入供电电路、滤波器、交流-高压直流转换电路、高压直流-低压直流转换电路和UAV；

所述宽压交流输入供电电路通过滤波器与交流-高压直流转换电路连接，所述交流-高压直流转换电路一端连接地面端电力线载波模块，另一端连接电力线的地面端，用于将来自宽压交流输入供电电路提供的交流电转换成高压直流电输送到电力线上传给无人机机载端使用；

所述UAV一端连接机载端电力线载波模块，另一端连接高压直流-低压直流转换电路，所述高压直流-低压直流转换电路连接电力线的机载端，用于将来自交流-高压直流转换电路的高压直流电转换成无人机工作所需要的低压直流电。