無人機光伏調制電源發射機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種無人機光伏調制電源發射機，尤其涉及一種電源效率高的無 人機光伏調制電源發射機，屬于無線電通信技術領域。
【背景技術】
[0002] 無人機是一種以無線電遙控或自身程序控制為主的不載人飛機。與載人飛機相 比，它具有體積小、造價低、使用方便，對作站環境要求低、戰場生存能力較強等特點。現代 戰爭中，無人機可以深入陣地前沿和敵后一二百公里對敵情進行偵察和監視，可以作為騙 敵誘餌，對敵人實施干擾，對敵進行攻擊，還可以進行通信中繼，但是，無人機在完成其任務 時需要電能，如果電能一旦用盡，其擔任的任務就無法完成。
[0003] 圖1是現有技術中提供的末級功率放大器放大信號時提供電能的波形圖。如圖 1所示，為了使發射信號不失真的通過無線信道進行傳輸，在末級功率放大級需要提供 的電源電壓值E大于所發射信號的最大幅值，如此，大部分能量被以熱能的形式消耗掉了。 而對OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing正交頻分復用）系統，信號的 峰平比很高，大部分信號的幅值比較低，而只有極小一部分信號的幅度比較大，而采用現有 技術中的供電方法，給末級功放加固定電壓的電源，電源的利用率極低。
【發明內容】
[0004] 為克服現有技術中存在的缺點，本實用新型的發明目的是提供無人機光伏調制電 源發射機，其電源利用率高。
[0005] 為實現所述發明目的，本實用新型提供一種光伏調制電源發射機，其包括激勵器、 控制器、光伏調制電源和用于對激勵器所要發送的信號進行功率放大的末級功率放大器， 控制器根據激勵器所要發送的信號的瞬時幅值控制光伏調制電源以給末級功率放大器提 供電能。
[0006] 光伏調調制電源至少包括k個光伏電源模塊、k個充電器和k級電性相串聯的直 流電壓單元，所述k為大于或者等于2的整數，每個充電器利用相應的光伏電源模塊給直流 電壓單元提供電能，光伏電源模塊包括：多個電并聯響應性太陽能子電源，每個太陽能子電 源包括電串聯的來自飛行器頂面的太陽能孫單元、來自飛行器前面的太陽能孫單元、來自 飛行器左面的太陽能孫單元、來自飛行器右面的太陽能孫單元和來自飛行器后面的太陽能 孫單元。
[0007] 優選地，所述的直流電壓單元包括充電電池組，充電器利用光伏電源模塊給充電 電池組充電。
[0008] 優選地，所述的直流電壓單元還包括電開關，充電電池組通過電開關接入串接電 路中。
[0009] 優選地，直流電壓單元還包括電壓傳感器，所述電壓傳感器用于探測充電電池的 電壓，并將充電電池的電壓傳送給控制器。
[0010] 與現有技術相比，本實用新型提供的光伏調制電源發射機，可將無人機的電源利 用率提高到60%。
【附圖說明】
[0011] 圖1是現有技術中提供的末級功率放大器放大信號時提供電能的波形圖；
[0012] 圖2是本實用新型提供的無人機載光伏調制電源發射機的組成框圖；
[0013] 圖3是本實用新型提供的光伏可調制電源的組成框圖；
[0014] 圖4是本實用新型提供的控制器的組成框圖；
[0015] 圖5是本發明提供的的末級功率放大器放大信號時提供電能的波形圖；
[0016] 圖6是本實用新型提供的光伏電源模塊的電路圖；
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖，詳細說明本實用新型。
[0018] 圖2是本實用新型提供的無人機載光伏調制電源發射機的組成框圖。如圖2所示， 本實用新型提供一種無人機載漏極調制裝置，其包括激勵器、控制器、光伏調制電源、末級 功率放大器、輸出匹配濾波器和發射天線，控制器根據激勵器所要發送的信號的瞬時幅值 給末級功率放大器提供電；末級功率放大器用于對激勵器所要發送的信號進行功率放大； 輸出濾波器用于對末級功率放大器的輸出阻抗與發射天線的輸入阻抗進行匹配；發射天線 用于將經末級功放放大的電信號變成磁信號并發射到空間。激勵器包括符號映射器、OFDM 調制器、D/A變換電路、混頻器、本級振蕩器和預放大器，其中，符號映射器用于將所輸入的 串行二進制數流進行分組形成數據符號并將數據符號映射成復數數據序列，OFDM調制器用 于將復數數據序列進行串并變換并調制到K個子載波上，K個子載波上的數據記為I11、Z11丨 …，；r_i;接著進行IFFT變換形成并行的時域數據.，即，、_吒、…，#_:-為 一個OFDM符號，將所述并行的時域數據進行并串變換形成串行的OFDM符號，而后在每個 OFDM符號間插入保護時間間隔形成OFDM碼元；D/A變換電路將數據流進行數模轉換形成模 擬信號，；混頻器用于將模擬信號％與本級振蕩器產生的本振信號％進行上變頻形成待 發送的信號％，預放大器對待發送的信號，進行放大并送給末級功率放大。控制器將激勵 器所要發送的信號的瞬時幅值給末級功率放大器提供電能。
[0019] 仍如圖2所示，輸入的二進制數流進行分組形成數據符號，數據符號經符號映射 器映射形成復數數據序列，復數數據序列串并變換后變開K條并行的低速數據流Xfl、Xri …，對其進行IFFT變換得到時域的抽樣值：
[0021] 其中，m為頻域的離散點，k為時域的離散點。
[0022] 圖3是本實用新型提供的光伏可調制電源的組成框圖。如圖3所示，光伏調調制 電源包括k+1個光伏電源模塊k+1充電器和k+1級電性相串聯的直流電壓單元，所述k為 大于或者等于2的整數，所述充電器利用光伏電源模塊給直流電壓單元提供電能。
[0023] 其中，可充電電池EO的正極連接于二極管DO的負極，負極接公共端，二極管DO 的正極連接于第1充電器的電源輸出端，第1充電器的共公端與可充電電池EO的公共端相 連，第1充電器的電源輸入端連接于第1光伏電源模塊的輸出端，第1充電器的電源輸入端 連接于第1光伏電源模塊的輸出端。
[0024] 第一個直流電壓單元Ml通過二極管Dll連接于第2充電器的輸出端，第2充電 器的電源輸入端連接于第2光伏電源模塊的輸出端。第一個直流電壓單元Ml包括一可充 電電池組E11、一個續流二極管D12、一個電子開關Tll和一個電壓傳感器U11，電子開關為 CMOS管，所述電池組Ell的正極連接于續流二極管D12的負極；續流二極管D12的正極連 接到CMOS管的漏極，CMOS管Tll的源極連接到所述電池組Ell的負極，CMOS管Tll的柵極 連接到控制器的一個輸出端；電壓傳感器Ull的兩個端子分別連接于可充電電池組Ell的 兩端，用于探測可充電電池Ell兩端的電壓，并將探測結果傳送給控制器的一個輸入端。控 制器根據激勵器所要發送的信號的瞬時幅值和電壓傳感器Ull所探測的可充電電流的電 壓控制CMOS管Tll的通斷。CMOS管Tll工作于開關狀態，當給CMOS管Tll的柵極輸入一 個高電位時，CMOS管Tll導通，電池組Ell的負極相當于接到續流二極管D12的正極。續 流二極管D12兩端的電壓為Ul，上端為正，下端為負。當給CMOS管Tll的柵極輸入一個低 電位時，CMOS管Tll截止。續流二極管D12兩端的電壓為二極管結電壓。
[0025] 同理，第二個直流電壓單元M2通過二極管D21連接于第3充電器的輸出端，第3 充電器的電源輸入端連接于第3光伏電源模塊的輸出端。第二個直流電壓單元M2包括一 可充電電池組E21、一個續流二極管D22、一個電子開關T21和一個電壓傳感器U21，電子開 關為CMOS管，所述電池組E21的正極連接于續流二極管D22的負極；續流二極管D22的正 極連接到CMOS管的漏極，CMOS管T21的源極連接到所述電池組E21的負極，CMOS管T21 的柵極連接到控制器的一個輸出端；電壓傳感器U21的兩個端子分別連接于可充電電池組 E21的兩端，用于探測可充電電池E21兩端的電壓，并將探測結果傳送給控制器的一個輸入 端。控制器根據激勵器所要發送的信號的瞬時幅值和電壓傳感器U21所探測的可充電電流 的電壓控制CMOS管T21的通斷。CMOS管T21工作于開關狀態，當CMOS管T21的柵極輸入 一個高電位時，CMOS管T21導通，電池組E21的負極相當于接到續流二極管D22的正極。續 流二極管D22兩端的電壓為U2,上端為正，下端為負。當CMOS管T21的柵極輸入一個低電 位時，CMOS管T21截止。續流二極管D22兩端的電壓為二極管結電壓。
[0026] 依次類推，第k個直流電壓單元Mk通過二極管Dkl連接于第k+1充電器的輸出端， 第k+1充電器的電源輸入端連接于第k+1光伏電源模塊的輸出端。第k個直流電壓單元Mk 包括一可充電電池組Ekl、一個續流二極管Dk2、一