针对无人机高速率图传系统单载波频域均衡技术中传输帧在突发传输模式下无法兼顾带宽利用率和系统误码性能的不足,提出了一种改进的数据传输帧,建立了无人机新型图传系统。该系统采用的数据传输帧包含同步头和数据部分,其中数据部分采用总帧中包含子帧,子帧中包含子帧头和小帧。其主要优势在于:大大提高了有效数据的传输效率;突发模式下可实现一次同步连续传输;采用多次估计的平均值作为信道估计,提高信道估计的准确度;每个子帧中一次信道估计用于多次均衡,减少不必要的信道估计;将有效数据分块传输,可控制FFT的点数。Matlab仿真和FPGA硬件实现结果均表明,该系统在保证系统误码性能的同时可提高带宽利用率。