圖 1：數(shù)字電源系統(tǒng)管理

傳感器和數(shù)據(jù)處理

即使最小型的、手動啟動的 NUAV 也可以攜帶多個攝像機(jī)和照相機(jī)完成監(jiān)視任務(wù)，而多種版本的 MQ-9 收割者能夠滿足各種不同的獵殺及監(jiān)視需求。攜帶武器的版本可能載有攝像機(jī)、紅外夜視攝像機(jī)以及在有云或煙霧時使用的合成孔徑雷達(dá) (SAR)，還有用于制導(dǎo)彈藥的激光測距儀和目標(biāo)照明系統(tǒng)。提供誘餌和干擾功能的版本也已開發(fā)出來，同時戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)能夠直接向有人駕駛飛機(jī)發(fā)送目標(biāo)信息及影像數(shù)據(jù)。在信號情報(bào) (SIGINT) 領(lǐng)域預(yù)計(jì)將進(jìn)行更多開發(fā)工作，隨著信號情報(bào)系統(tǒng)的進(jìn)步，航程更長的版本將提供超過 40 小時的任務(wù)續(xù)航時間。由于機(jī)載傳感器的迅速增加以及任務(wù)續(xù)航時間的延長而產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須壓縮和存儲或通過實(shí)時數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送，這勢必導(dǎo)致某些方面的折中，例如帶寬、質(zhì)量和可能的影像數(shù)據(jù)損失。

每增加一種新的有效載荷能力，都會增大電源系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。不過幸運(yùn)的是，印刷電路板級電源解決方案的開發(fā)也取得了進(jìn)步，最近幾年功率密度得到了顯著改進(jìn)，凌力爾特公司的

μModule® (微型模塊) 穩(wěn)壓器解決方案就是一種進(jìn)步的技術(shù)。每個小型模塊都含有一個完整的高效率電源，其外形尺寸適合對尺寸要求很嚴(yán)格的應(yīng)用，而且可靠性非常高。圖 2 顯示了一個例子。

圖 2：LTM4644 μModule 穩(wěn)壓器

通信與信息安全

UAV 的通信鏈路可以分為兩部分：

飛行控制數(shù)據(jù)鏈路 - 用于遠(yuǎn)程命令 (上行鏈路) 和遙測 (下行鏈路) 信息，以在 UAV 響應(yīng)操作人員指令或按照 GPS 坐標(biāo)自主飛行執(zhí)行任務(wù)計(jì)劃時，對 UAV 進(jìn)行監(jiān)控。一般情況下，采用擴(kuò)展頻譜技術(shù)的 56kbps 鏈路可以滿足飛行控制數(shù)據(jù)鏈路的需求，上行鏈路可以用 128 位加密算法和前向糾錯加以保護(hù)。

傳送有效載荷傳感器信息的通信鏈路 – 被看作是單獨(dú)的通信鏈路，高清視頻可能要求高達(dá) 10Mbps 的帶寬，同時運(yùn)行 COFDM、MPEG-4 或類似調(diào)制方案。諸如收割者等大型 UAV 一般會結(jié)合使用租用的專用衛(wèi)星中繼線路 (Ku 頻段) 和地面 (C 頻段) 通信線路，有充足的空間放置大型天線，而其他類型的無人機(jī)也許在工業(yè)、科研和醫(yī)療 (ISM) 頻段運(yùn)行，例如 2.4GHz (WLAN) 和 5.8GHz 頻段。

與空中交通控制系統(tǒng)及協(xié)議的集成是實(shí)現(xiàn) UAV 完全自主運(yùn)行的另一個障礙，因?yàn)?UAV 需要響應(yīng)語音命令，提供航向和飛行高度層信息，并通過 VHF 無線電頻道及合成語音確認(rèn)系統(tǒng)，確認(rèn)已接受命令。

信息安全風(fēng)險包括故意或偶然的干擾；假冒或攔截命令及控制信號；通信通道衰減。在常規(guī)的有人駕駛飛行中，為了避開任何非?？拷目罩酗w行物，飛行員可以立即動手控制飛機(jī)，顯然在使用 UAV 的情況下，飛行員始終要依靠通信鏈路以及機(jī)載傳感器的穩(wěn)定運(yùn)行。

風(fēng)險總是可以減輕的，即使是非常小和按照一套設(shè)定 GPS 坐標(biāo)飛行的 UAV，也可以升高飛行高度，以恢復(fù)丟失的 GPS 信號，在達(dá)到離港續(xù)航時間限制時自動返回基站。作為應(yīng)變措施，防欺詐 GPS 系統(tǒng)結(jié)合使用 GPS 接收器和慣性測量單元，對接收到的 GPS 信號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析也有助于確定是否有人嘗試欺騙系統(tǒng)。

當(dāng)然，所有這些通信系統(tǒng)都需要電源，而且敏感的無線電接收器需要一些噪聲非常低的電源，這樣無線電靈敏度才不會因電源而降低。新的芯片工藝技術(shù)和新穎的 IC 設(shè)計(jì)方法已經(jīng)導(dǎo)致出現(xiàn)了一系列開創(chuàng)性產(chǎn)品，這些產(chǎn)品既能提供前所未有的高效率，噪聲又非常低，例如 LT8640 Silent Switcher® 和 LT3042 超低噪聲、超高 PSRR RF 線性穩(wěn)壓器。