航拍無人機的研發趨勢：圖像傳輸系統轉載自網絡
當我們把目前主流的無人機的內部電路板拆解開來后，您會發現無人機的電路控制系統主要由三大部分組成：飛控系統、云臺+相機、圖像傳輸系統。而我們的這一無人機電路系統系列的三篇文章也將分別對應這三個部分。
無人機能夠一躍進入大眾視野并迅速在大眾市場火熱發展，是很多人始料未及的。從剛開始的空中攝錄，到后來的實時攝錄，方便的圖像傳輸功能無疑為無人機加足了籌碼，賺足了眼球。在第一篇文章中，將為您分析無人機的圖傳實現技術。
在無人機的視頻傳輸方面，深圳大疆無人機早就是航拍無人機市場的領導者。他們可以無線傳輸1080P高清視頻，這是其它眾多國內娛樂無人機廠商目前沒有解決的問題。一般的做法是在云臺搭載相機，高空拍攝再飛回地面檢查。這種方式由于不能即時看到拍攝畫面，所以還不能滿足航拍的要求。
目前有不少方案是采用5.8GHz頻段傳輸模擬視頻到地面，最遠距離能達600多米。但這種方式需要在飛行器上將高清(1080P或4K)轉碼成720P，再轉成數字信號傳輸到遙控器顯示屏上，技術上也較復雜，并且畫面會有馬賽克、停頓或卡死。畫面質量也不夠好，用到專業航拍還有距離，適合普通愛好者娛樂。
2.4GHz2.4GHz是目前無人機市場比較主流采用的頻段。在大疆最新發布的Phantom 3上，就搭載了使大疆在攝影行業都備受好評的DJI Lightbridg全高清數字圖像傳輸系統，內置 2.4G 遙控器鏈路。圖像傳輸系統的性能是區分無人機檔次的一個關鍵因素。圖像傳輸距離的遠近，圖像傳輸質量的好壞，圖像傳輸的穩定性等是衡量無人機圖傳性能的關鍵因素。
以DJI Lightbridg全高清數字圖像傳輸系統為例，來看目前市場上無人機圖傳系統的技術水平。Phantom 3的用戶只需將移動設備與遙控器相連接，即可使用 DJI Pilot App 實時查看 720P 的高清航拍畫面。即使在傳輸距離高達2公里時，畫質仍然至臻至美，無可挑剔。并且可以實現多機互聯，協同拍攝，增加攝影樂趣和穩定度。
簡而言之，無人機圖像傳輸系統就是將天空中處于飛行狀態的無人機所拍攝的畫面實時穩定的發射給地面無線圖傳遙控接收設備。圖像傳輸的實時性、穩定性是關鍵。如下圖4所示為目前主流的無人機遙控器/高清圖傳線路框圖。其組成部分主要由發射端、接收端和顯示端三部分組成。
圖傳系統對內部器件的選型要求2.4GHz傳輸器是無人機圖傳系統的核心器件。雖然433MHz頻段穿透性強，通訊距離遠，可以最遠傳輸達2公里，但由于其抗干擾能力弱，遙控無人機或飛行器上都不太采用。目前專業WiFi芯片廠商(包括博通與高通)都還沒有開發出這種遠距離無線高清視頻傳輸的芯片。但是無人機市場如此火熱，無線芯片廠商已經在著手計劃推出專用芯片。未來我們也許會看到能同時與控制器和顯示器建立鏈路的雙模芯片組。
在專用芯片推出之前，RF工程師可以通過分立器件去實現遠距離高帶寬的無線視頻傳輸。應用于無人機上的2.4GHz傳輸器IC必須具備高接收靈敏度、低功耗、小體積以及各種先進的信道管理能力。此外我們還需要高性能的PA/LNA/ FILTER IC與2.4GHz的傳輸器IC相配合。據悉，Avago的一系列PA/LNA/ FILTER IC已經廣泛應用于大疆無人機圖傳系統中。
另一方面，采用分立器件去實現遠距離高帶寬的無線傳輸的方案既復雜成本也很高，開發時間太長，不太適合用于消費類的產品上。目前市面上比較成熟的是ADI公司的軟件定義無線電(SDR)技術能夠解決無線遠距離和高帶寬傳輸的矛盾。
例如AD9561/64系列集成式RF收發器已經被大量應用到無人機。AD9561/64擁有高性能2x2I/Q收發器，可以實現 70MHz至6.0GHz可調頻率范圍，200kHz至56HHz的通道帶，可輕松實現無人機的較遠距離的高清無線圖傳。同時它還可以傳輸指令，無人機的無線傳輸可省去2.4GHz的RF收發IC。
電源和晶體振蕩器為電路系統提供動力和時鐘參考。而無人機對電源的要求十分苛刻，除了要確保低功耗高效率外，在無人機圖傳系統中，還必須具有高的紋波抑制比。
另一方面，由于飛行器的應用場景一般都是戶外，客戶勢必會做全溫范圍內的溫度補償，目前晶體振蕩器行業里比較領先的是EPSON(愛普生)的高精度溫補晶振(TCXO)技術，它也是無人機圖傳系統的理想選擇，其精度高達2ppm，完全能夠滿足無人機工作場景的環境要求。
盡管現在的無人機市場還比較小眾，不過自2014年已經開始了爆發式增長的階段。在大疆之后，更多的企業進入了這一高速成長的市場。出貨量從以前的百K級以內增長到現在的百K/年，相比以前已經有10倍的增長。不過，續航時間，載重能力仍然是現在無人機廠商需要面對的挑戰。但可以預見，無人機市場的潛力仍然巨大，前途依舊不可估量。
