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[發明專利]一種無人機機載防撞雷達系統和工作方法有效

專利信息
申請號: 202011552794.4 申請日: 2020-12-24
公開(公告)號: CN112782697B 公開(公告)日: 2023-08-22
發明(設計)人: 薛雄;張學軍;楊鎮宇 申請(專利權)人: 成都福瑞空天科技有限公司
主分類號: G01S13/933 分類號: G01S13/933;G01S7/41
代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241 代理人: 茍銘
地址: 610000 四川省成都*** 國省代碼: 四川;51
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 無人機 機載 雷達 系統 工作 方法
【權利要求書】:

1.一種無人機機載防撞雷達系統,其特征在于,包括:發射板、接收板、信號處理板、電源板、收發隔離板和顯控終端;

發射板:用于產生系統時鐘信號、發射激勵信號、發射信號功分、移相、放大、耦合、發射信號向空間輻射;發射板接收來自電源板的電源信號,接收來自信號處理板的控制指令、控制時序、信號參數;發射板將系統時鐘信號發送到接收板、信號處理板;發射板將發射信號耦合到接收板;

接收板:接收空間反射回來的電磁波信號,實現雷達回波信號的限幅、放大、濾波、下變頻及信號靈敏度頻率控制,形成基帶回波模擬信號,并對基帶模擬信號進行AD采樣,形成基帶IQ信號;接收板接收來自電源板的電源信號,接收來自發射板耦合的發射信號,接收來自發射板的時鐘信號,接收來自信號處理板的控制指令、時序信號;接收板將采樣后的基帶IQ信號、接收板BIT信息打包,傳輸到信號處理板;

信號處理板:實現雷達控制、時序產生、雷達指令產生、信號處理、數據處理、系統狀態監控,接收平臺運動信息、控制信息;信號處理板接收來自電源板的電源信號,接收來自電源板的BIT信息,接收來自發射板的時鐘信號,接收來自發射板的BIT信息,接收來自接收板的BIT信息,接收來自接收板的回波采樣信號,接收來自顯控終端的控制指令、平臺參數;信號處理板發送控制指令、控制時序到發射板、接收板,發送控制指令到電源板,發送雷達BIT信息、目標點航跡信息到顯控終端;

電源板:接收外部電源,為發射板、接收板、信號處理板供電,并接收信號處理板的控制信號;

收發隔離板:安裝在發射板與接收板之間,用于兩者間的電磁信號隔離,以避免發射信號泄露到接收通道,造成接收通道飽和,不能正常工作;

顯控終端:用于顯示系統工作狀態及目標點航跡信息,并為系統工作提供參數輸入,并將平臺參數、控制指令發送到信號處理板;

所述發射板由天線陣元、發射通道、功分網絡、信號產生單元、控制單元、波控計算單元、頻率綜合單元和結構件組成;

頻率綜合單元產生系統所需時鐘信號;

信號產生單元產生線性調頻激勵信號;

功分網絡將激勵信號等分至N路發射通道;

波控計算單元根據波束指向、波束形狀要求,參數波控移相碼和衰減碼;

發射通道實現發射信號的移相、衰減、濾波和放大,并通過耦合器將發射信號耦合至接收板;

雷達天線采用微帶天線,陣元個數為N,負責向空間輻射來自發射通道的射頻信號;

控制單元實現發射板控制,并將內置測試信息打包傳輸到信號處理板,內置測試信息簡寫為BIT信息;

所述接收板由接收天線、接收通道、中頻信號靈敏度頻率控制電路、模擬-數字信號轉換、接收控制單元和功分器組成;模擬-數字信號轉換簡寫為AD,中頻信號靈敏度頻率控制電路簡寫為SFC;

接收天線共M路接收通道,負責接收來自目標反射的回波信號;M路接收通道包括:限幅器、低噪放、濾波器和混頻器,實現雷達回波的放大、濾波和下變頻,形成基帶回波模擬信號;

SFC實現對近程回波的抑制,以避免影響遠距離目標的檢測;

AD實現對雷達基帶回波信號的采樣,形成M路基帶IQ數據;

功分器實現對發射耦合信號的功分,為接收通道提供下變頻信號;

接收控制單元用于實現雷達接收控制,并將采樣后的雷達回波信號、接收板BIT信息打包,傳輸到信號處理板;

所述信號處理板包括:現場可編程門陣列和數字信號處理器芯片;現場可編程門陣列簡寫為FPGA,數字信號處理器芯片簡寫為DSP;

FPGA產生系統控制指令與控制時序,負責指令分發,實現雷達系統控制;

FPGA實現雷達回波數據解析、脈壓處理;

DSP實現自適應動目標顯示、動目標檢測、通道間非相干處理、目標檢測、數字波束形成/比幅測角處理,自適應動目標顯示簡寫為AMTI、動目標檢測簡寫為MTD;

FPGA實現點跡凝聚、航跡跟蹤數據處理,實現雷達BIT信息處理,并將雷達工作狀態信息、目標點航跡信息打包,傳輸到顯控終端,并接收平臺運動信息、控制指令。

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