一种微型无人机毫米波雷达制造技术

本发明专利技术公开了一种微型无人机毫米波雷达，包括频率综合器、发射机、发射天线、接收天线、接收机及处理器，其中，频率综合器产生雷达信号，发射机将其放大后送发射天线向空间辐射，接收天线和接收机接收目标反射信号，处理器从接收信号中反衍目标参数信息并发送给无人机。频率综合器射频部分、发射机、发射天线、接收天线、接收机射频部分集成在一射频前端内，频率综合器基带部分、接收机基带部分、处理器通过一块基带板实现。本发明专利技术采用毫米波雷达探测目标并完成参数反衍，辅助无人机完成定高作业和障碍物规避，解决了现有超声波或光流探测设备探测距离近、易受干扰及不具有全天时、全天候工作能力的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毫米波雷达
，特别涉及一种微型无人机毫米波雷达。
技术介绍
现有的无人机，采用超声波或光流技术实现高度测量或者障碍物探测，但是由于探测距离近，容易受干扰，且不具有全天时、全天候工作的能力，不能较好的辅助无人机完成定高作业和障碍物规避功能。公开号为：CN 105334515A，名称为：一种基于镜面反射的无人机避障雷达的专利公开了一种通过旋转反射镜面实现360度全景扫描的毫米波雷达方案，首先，该雷达不适合高度测量，其次，在障碍物探测方面，能实现360度全景扫描，但旋转机构会对无人机的姿态造成扰动，对占无人机绝大部分的轻型无人机和微型无人机难以适用。公开号：CN 104808189A，名称为：一种毫米波雷达信号处理系统及方法的专利公开了采用DSP芯片完成毫米波雷达信号处理，因为DSP外设集成度低，需另外配备ADC、DAC、RAM、FLASH等多个外围器件才能完成信号处理工作，硬件复杂度高，功耗大，不利于产品小型化，且总成本相对较高。公开号为：CN 103293516 A，名称为：飞机雷达高度计结构的专利公布了一种飞机雷达高度计结构，该结构组成部分较多，复杂度高，重量大，更适合大型有人机平台。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中存在的问题，提出一种微型无人机毫米波雷达，采用毫米波雷达辅助无人机完成定高作业和障碍物规避功能，解决了现有超声波或光流探测设备探测距离近、容易受干扰及不具有全天时、全天候工作能力的问题。为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种微型无人机毫米波雷达，其包括：频率综合器、发射机、发射天线、接收天线、接收机以及处理器，其中，所述频率综合器分别与所述发射机、所述接收机以及所述处理器相连，所述频率综合器用于产生雷达信号，并将所述雷达信号传输到所述发射机和所述接收机；还用于产生一与所述雷达信号同步的同步信号，并将所述同步信号传输到所述处理器；所述发射机与所述发射天线相连，所述发射机用于将所述雷达信号放大并传输到所述发射天线；所述发射天线用于将所述发射机放大后的雷达信号向空间辐射，所述发射机放大后的雷达信号遇到目标产生反射，反射信号可以被雷达接收；所述接收天线与所述接收机相连，共同接收所述反射信号，并将接收到的信号传输到所述处理器；所述处理器与所述接收机相连，用于对所述接收机接收到的雷达信号以及所述同步信号进行综合分析，反衍目标的参数信息，并通过通信接口向无人机发送；所述发射机包括：射频部分；所述接收机包括：相互连接的射频部分和基带部分，所述频率综合器包括：相互连接的射频部分和基带部分；所述发射机的射频部分、所述接收机的射频部分、所述频率综合器的射频部分、所述发射天线和所述接收天线集成在一射频前端内；所述发射机的射频部分与所述频率综合器的射频部分相连，所述频率综合器的射频部分包括：相互连接的压控振荡器和功率分配器，所述功率分配器有两路输出，分别与所述发射机和所述接收机的射频部分相连；所述接收机的射频部分包括：相互连接的低噪声放大器、混频器，所述低噪声放大器与所述接收天线相连，所述混频器还分别与所述功率分配器以及所述接收机的基带部分相连，所述混频器用于对所述反射信号及所述功率分配器传输来的所述雷达信号进行混频。较佳地，所述频率综合器的基带部分包括：相互连接的第一基带部分和第二基带部分，所述第一基带部分包括：相互连接的调谐信号发生器和DAC，所述第二基带部分包括：整形滤波单元，所述整形滤波单元与所述DAC相连，并传输到频率综合器的射频部分。较佳地，所述处理器包括：依次连接的ADC、信号处理单元、数据处理单元以及通信接口，以及频率综合器第一基带部分，所述ADC与所述接收机的基带部分相连，所述信号处理单元与所述调谐信号发生器相连。较佳地，所述信号处理单元用于结合所述调谐信号发生器的同步信号对ADC传输来的采样数据进行频率过采样处理得出雷达相对于目标的速度以及雷达相对于目标的距离，所述雷达相对于目标的速度以及所述雷达相对于目标的距离的计算公式为：当无人机的速度低于门限时，所述雷达相对于目标的距离以及所述雷达相对于目标的速度的计算公式为： S = f u p + f d o w n 4 k · c V = f u p - f d o w n 4 · λ ]]>其中，S为雷达相对于目标的距离，V为雷达相对于目标的速度，fup、fdown分别为上调频阶段、下调频阶段发射信号和接收信号的差频，k为调频斜率，c为光速，λ为波长；当无人机的速度高于门限时，所述雷达相对于目标的距离以及所述雷达相对于目标的速度的计算公式为： S = m 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型无人机毫米波雷达，其特征在于，包括：频率综合器、发射机、发射天线、接收天线、接收机以及处理器，其中，所述频率综合器分别与所述发射机、所述接收机以及所述处理器相连，所述频率综合器用于产生雷达信号，并将所述雷达信号传输到所述发射机和所述接收机；还用于产生一与所述雷达信号同步的同步信号，并将所述同步信号传输到所述处理器；所述发射机与所述发射天线相连，所述发射机用于将所述雷达信号放大并传输到所述发射天线；所述发射天线用于将所述发射机放大后的雷达信号向空间辐射，所述发射机放大后的雷达信号遇到目标产生反射，反射信号可以被雷达接收；所述接收天线与所述接收机相连，共同接收所述反射信号，并将接收到的信号传输到所述处理器；所述处理器与所述接收机相连，用于对所述接收机接收到的雷达信号以及所述同步信号进行综合分析，反衍目标的参数信息，并通过通信接口向无人机发送；所述发射机包括：射频部分；所述接收机包括：相互连接的射频部分和基带部分，所述频率综合器包括：相互连接的射频部分和基带部分；所述发射机的射频部分、所述接收机的射频部分、所述频率综合器的射频部分、所述发射天线和所述接收天线集成在一射频前端内；所述发射机的射频部分与所述频率综合器的射频部分相连，所述频率综合器的射频部分包括：相互连接的压控振荡器和功率分配器，所述功率分配器有两路输出，分别与所述发射机和所述接收机的射频部分相连；所述接收机的射频部分包括：相互连接的低噪声放大器、混频器，所述低噪声放大器与所述接收天线相连，所述混频器还分别与所述功率分配器以及所述接收机的基带部分相连，所述混频器用于对所述反射信号及所述功率分配器传输来的所述雷达信号进行混频。...

【技术特征摘要】
1.一种微型无人机毫米波雷达，其特征在于，包括：频率综合器、发射机、发射天线、接收天线、接收机以及处理器，其中，所述频率综合器分别与所述发射机、所述接收机以及所述处理器相连，所述频率综合器用于产生雷达信号，并将所述雷达信号传输到所述发射机和所述接收机；还用于产生一与所述雷达信号同步的同步信号，并将所述同步信号传输到所述处理器；所述发射机与所述发射天线相连，所述发射机用于将所述雷达信号放大并传输到所述发射天线；所述发射天线用于将所述发射机放大后的雷达信号向空间辐射，所述发射机放大后的雷达信号遇到目标产生反射，反射信号可以被雷达接收；所述接收天线与所述接收机相连，共同接收所述反射信号，并将接收到的信号传输到所述处理器；所述处理器与所述接收机相连，用于对所述接收机接收到的雷达信号以及所述同步信号进行综合分析，反衍目标的参数信息，并通过通信接口向无人机发送；所述发射机包括：射频部分；所述接收机包括：相互连接的射频部分和基带部分，所述频率综合器包括：相互连接的射频部分和基带部分；所述发射机的射频部分、所述接收机的射频部分、所述频率综合器的射频部分、所述发射天线和所述接收天线集成在一射频前端内；所述发射机的射频部分与所述频率综合器的射频部分相连，所述频率综合器的射频部分包括：相互连接的压控振荡器和功率分配器，所述功率分配器有两路输出，分别与所述发射机和所述接收机的射频部分相连；所述接收机的射频部分包括：相互连接的低噪声放大器、混频器，所述低噪声放大器与所述接收天线相连，所述混频器还分别与所述功率分配器以及所述接收机的基带部分相连，所述混频器用于对所述反射信号及所述功率分配器传输来的所述雷达信号进行混频。2.根据权利要求1所述的微型无人机毫米波雷达，其特征在于，所述频率综合器的基带部分包括：相互连接的第一基带部分和第二基带部分，所述第一基带部分包括：相互连接的调谐信号发生器和DAC，所述第二基带部分包括：整形滤波单元，所述整形滤波单元与所述DAC相连，并传输到频率综合器的射频部分。3.根据权利要求1所述的微型无人机毫米波雷达，其特征在于，所述处理器包括：依次连接的ADC、信号处理单元、数据处理单元以及通信接口，所述ADC与所述接收机的基带部分相连，所述信号处理单元与所述调谐信号发生器相连。4.根据权利要求3所述的微型无人机毫米波雷达，其特征在于，所述信号处理单元用于结合所述调谐信号发生器的同步信号对ADC传输来的采样数据进行频率过采样处理得出雷达相对于目标的速度以及雷达相对于目标的距离，所述雷达相对于目标的速度以及所述雷达相对于目标的距离的计算公式为：当无人机的速度低于门限时，所述雷达相对于目标的距离以及所述雷达相对于目标的速度的计算公式为： S = f u p + f d o w n 4 k · c V = f u p - f d o w n k · λ ]]>其中，S为雷达相对于目标的距离，V为雷达相对于目标的速度，fup、fdown分别为上调频阶段、下调频阶段发射信号和接收信号的差频，k为调频斜率，c为光速，λ为波长；当无人机的速度高于门限时，所述雷达相对于目标的距离以及所述雷达相对于目标的速度的计算公式为： S = max ( f u p , f d o w n ) - f f l a t ...

【专利技术属性】
技术研发人员：侍述海，顾国帅，徐恒，姚庆璐，丁帅，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31