无人机防撞毫米波雷达系统技术方案

无人机防撞毫米波雷达系统，属于雷达领域，用于解决无人机防撞的问题，以形成防撞雷达系统，技术要点是：包括ARM处理系统、信号发生器、压控振荡器、发射器、接收器、混频器、信号调理电路、A/D转换器，ARM处理系统的一端连接于信号发生器，信号发生器连接于压控振荡器，压控振动器分别连接于发射器和混频器的第一端，混频器的第二端连接接收器，混频器的第三端连接信号调理电路，信号调理电路连接A/D转换器，A/D转换器连接ARM处理系统的另一端。

【技术实现步骤摘要】
无人机防撞毫米波雷达系统
本技术属于雷达领域，涉及一种无人机防撞毫米波雷达系统。
技术介绍
近几年，随着技术的不断发展，民用小型旋翼无人机价格越来越低，被广泛用于航拍、电影拍摄、农药喷洒、现场救援、大地遥感测绘、高压线电网巡视等领域。但是因为旋翼无人机低空飞行时易发生与障碍物之间的碰撞，导致旋翼无人机的损坏。目前威胁旋翼无人机室外低空飞行安全的物体主要有树木等自然物体以及电力线、电线杆、建筑物等人造物体。
技术实现思路
为了解决无人机防撞的问题，以形成防撞雷达系统，本专利技术提供了一种无人机防撞毫米波雷达系统，其技术方案是：一种无人机防撞毫米波雷达系统，包括ARM处理系统、信号发生器、压控振荡器、发射器、接收器、混频器、信号调理电路、A/D转换器，ARM处理系统的一端连接于信号发生器，信号发生器连接于压控振荡器，压控振动器分别连接于发射器和混频器的第一端，混频器的第二端连接接收器，混频器的第三端连接信号调理电路，信号调理电路连接A/D转换器，A/D转换器连接ARM处理系统的另一端。进一步的，所述发射器是发射天线，接收器是三行接收天线。进一步的，所述三行接收天线通过背面馈电网络组成两个接收天线，使用微带矩形贴片形式组阵。进一步的，发射天线、接收天线通过过孔与背面微波电路连接。进一步的，所述ARM处理系统，包括ARM处理模块、电源模块、串口模块和CAN模块，AMR处理模块将信号调理电路输出的四路I/Q中频信号，通过信号调理电路进入到ARM芯片自带的四路AD采集通道，通过串口模块或CAN模块输出。有益效果：本技术提供了一种防撞雷达系统，该系统的硬件结构，利用发射信号和回波信号之间的频率差来确定被测目标的距离、速度，从而可以实现防撞检测。附图说明图1实施例中无人机防撞毫米波雷达系统工作框图；图2无人机防撞雷达系统的ARM处理系统的硬件框图；图3无人机防撞雷达系统测量过程示意图。具体实施方式实施例1：一种无人机防撞毫米波雷达系统，包括ARM处理系统、信号发生器、压控振荡器、发射器、接收器、混频器、信号调理电路、A/D转换器，ARM芯片的一端连接于信号发生器，信号发生器连接于压控振荡器，压控振动器分别连接于发射器和混频器的第一端，混频器的第二端连接接收器，混频器的第三端连接信号调理电路，信号调理电路连接A/D转换器，A/D转换器连接ARM芯片的另一端。无人机防撞毫米波雷达系统的工作原理是利用发射信号和回波信号之间的频率差来确定被测目标的距离、速度，通过ARM芯片采用DA的方式发射线性调频三角波，即输出具有一定幅值和频率的调制信号，压控振荡器(VCO)在调制信号的作用下产生一定范围内的发射信号(线性调频连续三角波)，并且发射信号的频率按照调制信号的规律进行变化，从而实现FMCW的工作模式。该发射信号一路通过信号发生器辐射到无人机飞行前方的空间中，另一路则与反射回来的回波信号进行混频，此时的回波信号与之前的发射信号相比，其频率已经发生变化，经混频器之后得到的信号就是差频信号。无人机飞行前方目标信息就包含在此差频信号中，通过将差频信号经过信号调理(即信号放大滤波后)输入到ARM芯片进行AD采样，在ARM芯片中将采样后的数据进行数字信号处理，然后经信号处理得到目标的距离、速度、角度等相关信息，通过CAN或是其他通信方式接入到无人机主控制器中或是输出通过无线传输方式传回到上位机或是手机等终端进行实时显示，从而实现无人机防撞功能。实施例2：作为实施例1补充的技术方案，所述发射器是发射天线，接收器是三行接收天线。所述三行接收天线通过背面馈电网络组成两个接收天线，使用微带矩形贴片形式组阵。发射天线、接收天线通过过孔与背面微波电路连接。所述ARM处理系统，包括ARM处理模块、电源模块、串口模块和CAN模块，AMR处理模块将信号调理电路输出的四路I/Q中频信号，通过信号调理电路进入到ARM芯片自带的四路AD采集通道，通过串口模块或CAN模块输出。本实施例中，发射器、接收器主要是：1、形成雷达探测所需的发射和接收波束；2、将发射信号向指定区域辐射；3、接收指定区域内的目标散射回波信号。本实施例中，还选择英飞凌的24GHz芯片实现信号的发射与接收处理，该芯片应用成熟，具有体积小，功耗低和重量轻等优点。信号调理电路实现中频模拟信号的滤波和幅值放大等功能，包含信号放大和滤波两部分。参见图2，无人机防撞毫米波雷达系统的ARM处理系统整体设计框图如图2所示。ARM处理系统采用单ARM处理结构；主要电路包括ARM处理模块、电源模块、串口模块和CAN模块。AMR处理模块主要是将信号调理电路输出的四路I/Q中频信号线通过信号调理电路，进入到ARM自带的四路AD采集通道。经过信号处理后通过串口或CAN口输出结果。串口和CAN口根据不同场景可以进行选择。电源模块提供整个ARM处理系统的电压。并且提供给射频前端和信号调理电路5V和3.3V电压，电源输入采用宽范围输入电压，兼容12V和24V。ARM处理系统，控制射频前端发射波形和对回波信号进行接收、解算并输出测量结果，上电后，顺序完成系统初始化，ADC模块初始化，配置射频芯片发送波形，回波信号处理等工作。ARM处理模块通过DA方式控制ARM处理系统(VCO)发射线性调频三角波，片内ADC采集回波数据进行处理，输出测量的距离、速度以及方位角并送至上位机显示。以上过程循环往复以实现测量值的持续输出与显示，具体方式如图3所示。以上所述，仅为本专利技术创造较佳的具体实施方式，但本专利技术创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术创造披露的技术范围内，根据本专利技术创造的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术创造的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机防撞毫米波雷达系统，其特征在于，包括ARM处理系统、信号发生器、压控振荡器、发射器、接收器、混频器、信号调理电路、A/D转换器，ARM处理系统的一端连接于信号发生器，信号发生器连接于压控振荡器，压控振动器分别连接于发射器和混频器的第一端，混频器的第二端连接接收器，混频器的第三端连接信号调理电路，信号调理电路连接A/D转换器，A/D转换器连接ARM处理系统的另一端。

【技术特征摘要】
1.一种无人机防撞毫米波雷达系统，其特征在于，包括ARM处理系统、信号发生器、压控振荡器、发射器、接收器、混频器、信号调理电路、A/D转换器，ARM处理系统的一端连接于信号发生器，信号发生器连接于压控振荡器，压控振动器分别连接于发射器和混频器的第一端，混频器的第二端连接接收器，混频器的第三端连接信号调理电路，信号调理电路连接A/D转换器，A/D转换器连接ARM处理系统的另一端。2.如权利要求1所述的无人机防撞毫米波雷达系统，其特征在于，所述发射器是发射天线，接收器是三行接收天线。3.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雨农，王鑫照，
申请(专利权)人：大连楼兰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21