发明名称 一种用于微型飞行器的摄像与图像传输系统
摘要 本发明涉及一种用于微型飞行器的微功耗图像传输系统,首先采用微型摄像单元拍摄地面图像,对图像信号进行预处理;对处理后的信号进行放大并加入亮度调制;放大后的信号进行模拟调制,采用窄带、低电平直接调制方式,在保证调制线性度和图像失真度的情况下,实现高的能量转换效率;然后再经过功率放大后以电磁波的形式辐射;使用高增益天线接受飞行器发射的视频信号;然后对微弱信号进行低噪声放大;对放大后的信号进行解调;再将最后的视频信号送入地面处理软件进行显示、存储和处理。本发明可实现微型飞行器侦察任务,具有质量低、体积小、性能稳定可靠、成本低廉、图像基本无延迟等优点。
申请公布号 CN1671077A 申请公布日期 2005.09.21
申请号 CN200410003448.5 申请日期 2004.03.15
申请人 清华大学 发明人 周兆英;叶雄英;熊沈蜀;金敏;朱荣;魏强
分类号 H04B7/26;H04N7/04 主分类号 H04B7/26
代理机构 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 代理人 王凤华
主权项 1、种用于微型飞行器的微小摄像与图像传输系统,包括机载部分和地面部分,其特征在于,所述的机载部分包括:1)一系统的一直流电源,其电压值为5-12V;2)一微型摄像单元,该微型摄像单元由摄像传感器(1)、时序控制电路(2)和功能控制电路(3)组成;所述摄像芯片完成光信号到电信号的转换;摄像传感器(1)的电源输入端在并联一个滤波电容后,接入系统的直流电源;摄像传感器的时序信号输入端并联一个无源石英晶体振荡器和一电阻,再通过两个滤波电容分别接地,以构成时序控制电路(2);摄像传感器的功能控制端,通过一电阻接高电平或接地,以构成功能控制电路(3);摄像传感器的图像信号输入端接阻抗匹配电阻后输出模拟图像信号;3)频发射单元,该视频发射单元由图像预处理电路、调制电路和射频电路组成;所述图像预处理电路包括预加重电路(4)和视频放大电路(5),视频放大电路(5)采用集成运算放大器(51)和DC-DC转换芯片(52),DC-DC转换芯片(52)的电压输入端并联一第一滤波电容(C15)后接系统的直流电源,在转换芯片(52)的正极性端和负极性端之间串连一个极性电容(C12),转换芯片(52)的电压输出端在并联滤波电容(C16)接地后接上述集成运算放大器(51)的负电压输入端;来自微型摄像单元的图像信号经由一第二滤波电容(C13)和前馈电阻(R15)进入上述集成运算放大器(51)的反相输入端,该集成运算放大器(51)的正相输入端接地,集成运算放大器(51)的正电压输入端通过一第三滤波电容(C11)后接系统的直流电源,该运算放大器(51)负电压输入端接DC-DC转换芯片52的输出端,该运算放大器(51)的信号输出端与正相输入端之间串连一个反馈电阻(R14),信号输出端通过一第四滤波电容(C14)后输出处理后的图像信号;调制电路由三点式反馈振荡器(6)和选频调制电路(7)组成;三点式反馈振荡器(6)的核心元件是微波三极管(Q1),该微波三极管(Q1)的集电极通过谐振电感接系统电源同时并联一个电容(C4)接地,微波三极管Q1的基极接在两个串连电阻(R2)和(R3)之间,串连电阻的另外两端分别接系统地直流电源和接地;微波三极管(Q1)的基极还通过一个谐振电容(C2)接选频调制电路;所述的频调制电路主要由一段终端短路微带线(M1)和变容二极管(V1)组成;所述终端短路微带线(M1)一段连接(C2),另一端接地;(M1)和(C2)的连接端串连电容(C1)后分别并联变容二极管(V1)接地,并联滤波电感(L1)和偏置电位器(R1)接地;所述的偏置电位器两端分别接系统的直流电源和地,用来给变容二极管(V1)提供偏置电压,将视频发射单元图像预处理电路处理后的图象信号接在滤波电感和电位器的连接点上;微波三极管(Q1)的发射极通过一个电阻(R4)和反馈电容(C3)并联接地,同时通过匹配电容(C5)输出调制的图像调频信号;射频电路由功率放大芯片(8)和偏置电路(9)组成,功率放大芯片(8)的输入端接调制电路的图像调频信号输出端,射频电路的输出端分别通过滤波电感(L3)和偏置电阻(R5)的串连接系统直流电源,通过匹配电容(C6)接发射天线;功率放大芯片(8)的接地端接地;4)一发射天线;所述地面部分包括:1)接收天线,该接收天线由反射面和螺旋接收器组成;反射面为一圆形金属板,圆心处通过一根金属杆支撑起一个螺旋接收器;螺旋接收器是一段金属螺旋杆,杆的底端安有高频接头,接收到的信号通过此接头和同轴电缆到低噪声放大器的输入端;2)低噪声放大器,该低噪声放大器由金属屏蔽盒和放大电路(10)组成;金属屏蔽盒两端分别设有高频接头,盒内放置放大电路(10),放大电路(10)由低噪声放大芯片(101),电源芯片(102)和匹配电路(103)组成;电源芯片(101)的输入端低噪声放大电路(10)的输出端,同时并联一个滤波电容(C104);电源芯片(102)的输出端接放大芯片(101)的电源输入端,同时并联一个滤波网络(105),该滤波网络(105)由2个并联电容,一个串连电感和稳压二极管组成;电源芯片的反馈端接地;放大芯片(101)的信号输入端通过一个匹配电容和一段匹配微带线接低噪声放大电路(10)的信号输入端,放大芯片(101)的信号输出端通过一个匹配电容和一段匹配微带线接低噪声放大器的信号输出端;微型摄像单元产生的模拟图像信号进入图像预处理电路的信号输入端,再经过图像预处理电路的信号输出端进入调制电路里滤波电感和电位器的连接点上进行调制,调制电路的信号输出端输出调制后的图像调频信号进入射频电路的信号输入端,放大后的高频信号经由射频电路的信号输出端进入发射天线辐射出来;接收天线接收到图像调频信号后,此信号通过接收天线的高频接头和同轴电缆进入低噪声放大器的信号输入端,低噪声放大器的信号输出端输出的图像调频信号进入卫星接收机进行解调和图像处理后,卫星接收机输出PAL制式的模拟视频信号进入视频存储及显示单元,该单元可以是电视机、录像机或计算机。
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