近年来，无人机应用领域越来越广阔，机载通信设备作为无人机系统的核心组成部分，是无人机获取数据或图像的重要手段。本文主要以无人机通信技术为基础，介绍各种通信技术的测试解决方案。
01 无人机概述
无人驾驶飞机简称无人机UAV（Unmanned Aerial Vehicle），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达、数传电台等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。
无人机诞生于20世纪20年代，50年代后有了较大的发展，在军事和民用领域都得到了广泛的应用。起初无人机是作为试验靶机使用的，在军事上，可作为空中侦察平台和武器平台，通过携带不同的设备，执行侦察监视、对地攻击、电子干扰、通信中继、目标定位等任务；在民用领域，可应用于场区监控、气象探测、公路巡视、勘探测绘、水灾监视、森林火灾防救等。由此可以看出，无人机在军事和民用领域都具有广阔的应用前景。
无人机具有体积小、造价低、使用方便等特点，现代信息技术的发展使无人机的性能和功能有了突破性的提高。然而，随着各种电子设备的应用，势必会增加通信的干扰，为了提高无人机通信的可靠性和安全性，对通信系统的设计和测试提出了严格的挑战。
02 无人机系统组成及工作频段
2.1 无人机系统组成
一个典型的无人机系统，主要由飞行器、地面控制站、有效载荷及通信链路四大部分组成。其中，飞行器是执行任务的载体，它携带遥控遥测设备和任务设备，到达目标区域完成要求的任务；地面控制站实现人机交互，通过上行信道，实现对无人机的遥控；通过下行信道，完成对无人机状态参数的遥测，同时回传图像和数据，并显示在控制台屏幕上，也可通过平台外接口将视频信号传至其它显示、存储设备上。
2.2 无人机工作频段
无人机与有人驾驶飞机飞行在同一片非隔离空域中，要感知彼此的存在，为了实现安全飞行，需要给无人机和控制台之间的通信链路划分频率，世界各国在无人机业务频率使用方面做了大量研究。2015年4月，工信部为了统一频率使用、减少无线电干扰，根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》及我国频谱使用情况，规定840.5～845MHz用于无人机系统的上行遥控链路、1430～1444MHz用于无人机系统的下行遥测与信息传输链路、2408～2440MHz频段用于无人机系统的下行链路，同时，确定相关信道配置、设备发射功率等技术指标。针对高清图像传输，也有很多无人机厂商采用市场上存在的很多免许可证频段，如：5.8GHz、5.1GHz等，这些频段使用率相对较少，可选择的频带较宽。但是，该频段无人机不得对其它合法无线电业务造成影响。
03 无人机通信的关键技术
无人机与地面计算机、遥控设备与地面计算机存在着大量的数据交换，这些数据通过一定的方式和规则进行传输，将无人机系统连接成为一个整体。无人机与地面控制站数据通信的目的是传递地面遥控指令及控制参数，获取飞行状态信息和传感器信息，在无人机系统中扮演非常重要的作用，是无人机对外联系的神经网络，维系着空中的无人机与地面站之间的信息交换，因此，提供有效可靠的通信技术，是无人机系统的核心所在。无人机的工作，一般都是通过地面遥控设备进行控制，也有通过手机App方式控制，其中，手机App控制的模式，无法单独发送遥控指令，必须协同数传、图传的方式发送，遥控设备则可单独发送遥控指令，其工作方式如图1所示。
图1无人机通信方式
因无人机数据链的重要性，许多研究单位都选择一些体积小、质量轻、技术成熟的通信模块作为无人机的数据链，从而保证数据传输的可靠性。各通信链路采用的技术、应用和常见技术如表1所示。
表1 无人机通信技术一览
04 无人机通信链路测试
不管是地面遥控设备控制的无人机通信还是手机App方式控制无人机通信，都包括了无人机控制指令、数据传输和图像传输及无人机定位四大通信功能。其测试如图2所示。
图2 无人机通信链路测试框图
4.1 RC遥控系统测试
4.1.1 无人机ASK/FSK/GFSK调制测试
遥控设备通常是双向传输，需要测试接收机和发射机。发射机测试采用R&S公司的FSW/FSV频谱仪可以非常方便地完成遥控信号ASK/FSK/GFSK信号的测试，包括射频频谱测试，如邻道泄漏比ACLR、频谱发射模板SEM、杂散发射等，调制信号质量测试如EVM等指标等，以此评估RC遥控系统的信号特性及质量。接收机测试采用信号源产生用于无人机接收的遥控指令，评估无人机的灵敏度、动态范围等。R&S公司的SMW200A/SMBV100A信号源可在标配情况下产生ASK/FSK/GFSK等信号，输出幅度低至-145dBm，测试内容包括灵敏度、动态范围、接收机及误码率测试等。
4.1.2 无人机跳频测试
无人机地空通信链路所处的频段比较拥挤，为了确保在恶劣环境下不失控，通信技术的可靠性至关重要。抗干扰是衡量一款遥控器好坏的第一指标，而基于跳频体制的数据链通信即是一种用于无人机抗干扰的方案，相比定频通信方式，具有抗干扰性能好，抗衰落、多径效应能力强。R&S的FSW具有专门的瞬态分析软件完成干扰信号的定位和分析。
