【摘要】：針對無線紫外光通信特點(diǎn)及直升機(jī)降落過程中的信道特征,設(shè)計(jì)無線紫外光通信方法,利用LED陣列結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對直升機(jī)的降落區(qū)域引導(dǎo)及空地紫外光通信�；谧贤夤庠谡鎸�(shí)空間的傳輸特點(diǎn),從路徑損耗、信噪比等方面探索無線紫外光通信在不同收發(fā)仰角條件下的性能差異。使用日盲紫外光LED光源及光電倍增管作為收發(fā)器件,對提出方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,獲得不同收發(fā)仰角條件下紫外光傳輸?shù)穆窂綋p耗及信噪比。直視通信性能最佳,收發(fā)仰角在30°以內(nèi)的通信性能更適用于實(shí)際情況,收發(fā)仰角大于30°時通信性能快速下降。
【圖文】：

為普朗克常數(shù)，B為信道帶寬，L為路徑損耗。3直升機(jī)定位引導(dǎo)方法為了幫助飛行員尋找降落點(diǎn)，引導(dǎo)直升機(jī)抵達(dá)降落點(diǎn)上空，將紫外光LED組成陣列，，在半球型結(jié)構(gòu)上將若干LED按一定規(guī)則排布。每層每列均單獨(dú)編號，每層為緯線，每列為經(jīng)線，每條經(jīng)線與其基準(zhǔn)線存在已知的固定夾角αn，每條緯線與其基準(zhǔn)線有夾角βn，n=0，1，2，3，…，如圖3與圖4所示。位于緯線和經(jīng)線交點(diǎn)的每一個LED均有一個獨(dú)立的ID，此ID的前一位代表其經(jīng)線號，后一位代表其緯線號，每顆LED被點(diǎn)亮?xí)r，該LED即通過一定的編碼方式發(fā)送包含有自身ID的信息。圖3LED陣列經(jīng)線方向示意圖Fig．3LEDarrayinlongitudinaldirection圖4LED陣列緯線方向示意圖Fig．4LEDarrayinlatitudinaldirection當(dāng)直升機(jī)上的接收端接收到LED發(fā)送的紫外光信號時，即可獲得該LED編號，即得到兩個角度αn與βn。收發(fā)端距離r在以發(fā)射端為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系xoy平面內(nèi)的投影為r'=rsinβn，直升機(jī)在x軸的投影為x=rsinβnsinαn，在y軸的投影為y=rsinβncosαn，在z軸的投影為z=rcosβn，得到直升機(jī)的坐標(biāo)(x，y，z)，如圖5與圖6所示。因此，直升機(jī)相對于降落點(diǎn)的坐標(biāo)(x，y，z)為x=rsinβsinαy=rsinβcosαz=rcos{β，(8)此時的問題轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾瓮ㄟ^接收到的信號獲得發(fā)射端與接收端的距離r�？紤]直升機(jī)降落應(yīng)用場景特點(diǎn)的同時也考慮先將問題簡化處理。在0～50m距離內(nèi)，將LED陣列結(jié)構(gòu)的發(fā)射端與直升機(jī)攜帶接收端的通信方式規(guī)定為LOS通信，而且實(shí)際中LOS通信的信號強(qiáng)度大于NLOS通信，因此在直升機(jī)助降應(yīng)用中首先考060602-3

了幫助飛行員尋找降落點(diǎn)，引導(dǎo)直升機(jī)抵達(dá)降落點(diǎn)上空，將紫外光LED組成陣列，在半球型結(jié)構(gòu)上將若干LED按一定規(guī)則排布。每層每列均單獨(dú)編號，每層為緯線，每列為經(jīng)線，每條經(jīng)線與其基準(zhǔn)線存在已知的固定夾角αn，每條緯線與其基準(zhǔn)線有夾角βn，n=0，1，2，3，…，如圖3與圖4所示。位于緯線和經(jīng)線交點(diǎn)的每一個LED均有一個獨(dú)立的ID，此ID的前一位代表其經(jīng)線號，后一位代表其緯線號，每顆LED被點(diǎn)亮?xí)r，該LED即通過一定的編碼方式發(fā)送包含有自身ID的信息。圖3LED陣列經(jīng)線方向示意圖Fig．3LEDarrayinlongitudinaldirection圖4LED陣列緯線方向示意圖Fig．4LEDarrayinlatitudinaldirection當(dāng)直升機(jī)上的接收端接收到LED發(fā)送的紫外光信號時，即可獲得該LED編號，即得到兩個角度αn與βn。收發(fā)端距離r在以發(fā)射端為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系xoy平面內(nèi)的投影為r'=rsinβn，直升機(jī)在x軸的投影為x=rsinβnsinαn，在y軸的投影為y=rsinβncosαn，在z軸的投影為z=rcosβn，得到直升機(jī)的坐標(biāo)(x，y，z)，如圖5與圖6所示。因此，直升機(jī)相對于降落點(diǎn)的坐標(biāo)(x，y，z)為x=rsinβsinαy=rsinβcosαz=rcos{β，(8)此時的問題轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾瓮ㄟ^接收到的信號獲得發(fā)射端與接收端的距離r�？紤]直升機(jī)降落應(yīng)用場景特點(diǎn)的同時也考慮先將問題簡化處理。在0～50m距離內(nèi)，將LED陣列結(jié)構(gòu)的發(fā)射端與直升機(jī)攜帶接收端的通信方式規(guī)定為LOS通信，而且實(shí)際中LOS通信的信號強(qiáng)度大于NLOS通信，因此在直升機(jī)助降應(yīng)用中首先考060602-3

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1 陳晗;;直升機(jī)集群紫外光通信系統(tǒng)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2007年22期

本文編號：2576407