无人机模拟信号传输系统是一种专为无人机控制与图传设计的专用通信技术，通过模拟信号调制方式在特定频段(通常为1.2GHz、2.4GHz或5.8GHz)实现地面站与飞行器之间的双向实时通信;该系统主要由地面发射机、机载接收机、天线系统和信号处理电路组成，能够同时传输控制指令和视频图像等模拟信号，具有延迟低(通常低于50ms)、抗干扰性强和穿透能力好等特点
一、系统定义与基本组成
无人机模拟信号传输系统是以连续波形模拟信息变化的传输方式，主要用于视频和控制信号的实时传递。其核心组件包括：
- 信号采集端：摄像头通过光电转换器件(如电子管)将光信号转换为连续变化的电流信号，生成模拟视频信号(如PAL/NTSC制式)。
- 调制模块：将基带信号通过调频(FM)或调幅(AM)加载到射频载波上，例如采用2.4GHz或5.8GHz频段。
- 发射与接收设备：通过同轴电缆、BNC/RCA接口进行有线传输，或利用无线电波实现无线传输。
- 解调与显示端：接收机对信号解调后，通过示波器或屏幕还原图像。
二、信号生成与编码技术
视频信号生成：亮度变化引起电子管电流变化，形成波形连续的复合视频信号(CVBS)，包含亮度、色度和同步信息。
控制信号编码：
PPM（脉冲位置调制） ：通过脉冲位置差异表示不同通道的控制指令，集成多通道信号于单一脉冲序列。
PWM（脉冲宽度调制） ：调节脉冲宽度对应舵机角度或电机转速，常用于伺服控制。
纠错编码：采用卷积码或Reed-Solomon码增强抗干扰能力。
三、传输介质类型
1. 有线介质：
同轴电缆：低损耗传输模拟视频信号，常用于安防设备内部连接。
光纤：适用于长距离、高带宽场景，但需光电转换。
2. 无线介质：
短波/超短波：覆盖范围广，但易受天气影响。
微波(2.4GHz/5.8GHz)：主流选择，平衡传输距离与抗干扰性。
四、信号接收与解码实现
解调技术：接收端通过FM/AM解调器分离基带信号，例如使用锁相环恢复载波。
解码处理：
模拟信号：积分电路处理PPM信号，还原多通道控制指令。
数字辅助：现代系统结合ADC转换，实现模拟-数字混合处理。
纠错机制：维特比算法解码卷积码，纠正传输误码。
五、调制解调技术原理
- 调频（FM） ：信息承载于载波频率变化，抗幅度干扰能力强，适用于视频传输。
- 正交频分复用（OFDM） ：将数据分割到多个正交子载波，提升频谱利用率并抵抗多径效应。
- 模拟-射频转换：混频器将基带信号搬移至高频，通过功率放大器发射。
六、抗干扰与增强机制
- 跳频扩频（FHSS） ：在预设频点间快速切换，规避窄带干扰。
- 功率自适应：根据信噪比动态调整发射功率，平衡距离与干扰。
- 空间分集：多天线接收结合最大比合并，提升信噪比。
- 硬件优化：高方向性天线(如八木天线)聚焦信号能量。
七、实时性保障与延迟控制
- 低延迟设计：模拟传输天然无缓冲，端到端延迟可低于10ms，而数字辅助系统通过优化编解码算法(如H.264低延迟模式)控制在100ms内。
- 协议优化：UDP协议替代TCP，减少握手开销。
- 硬件加速：专用调制芯片(如RFMD方案)缩短处理时间。
八、典型应用与局限性
- 应用场景：FPV竞速无人机(零延迟优势)、轻量级侦查设备(成本低)。
- 局限性：抗干扰能力弱于数字系统，分辨率受限(通常≤480P)。
无人机模拟信号传输系统通过光电转换、模拟调制和射频传输实现低延迟信号传递，其核心优势在于实时性，但受限于抗干扰能力和画质。随着数字技术的发展，模拟-数字混合系统(如COFDM)逐渐成为平衡延迟与可靠性的新方向。
