本發明公開了一種無人機機載防撞雷達系統和工作方法，系統包括：發射板、接收板、電源板、信號處理板、顯控終端；方法步驟：接收無人機平臺運動參數、指令；產生系統控制指令、參考時鐘、時序信號、發射激勵信號；發射信號功分、信號移相、信號濾波、信號向空間輻射；回波信號接收；接收信號限幅、低噪放、濾波；回波信號下變頻；中頻信號濾波、放大和靈敏度頻率控制處理；中頻信號AD采樣；雷達回波信號和雷達數據處理；目標點航跡信息、BIT信息打包處理；目標信息、BIT信息發送與顯示。本發明的優點在于：能有效對空中合作、非合作飛行目標進行探測，形成目標點航跡信息；能有效探測和區分多個飛行目標，適合無人機機載安裝；系統成本低。

技術領域

本發明涉及無人機防撞技術領域，特別涉及一種無人機機載防撞雷達系統和工作方法。

背景技術

近年來，無人機發展迅猛，大量無人機被廣泛用于物流、農業、安保、軍事、交通等行業。然而，由于現有機載空管監視設備的落后，無人機無法進行主動避讓，有人機和無人機使用同一空域時，飛行安全無法得到全方位的保障。無人機無法有效融入現有空管體系，威脅有人機的飛行安全，這又給無人機的發展帶來了嚴重制約。

目前，民用空管防撞設備的數據源僅有來自于合作目標的監視數據，沒有非合作目標的探測數據，無法形成完整的空域飛行態勢信息。無人機飛行速度快，預警時間短，一旦有非合作飛行器進入無人機的飛行空域，由于缺乏主動探測設備，極易產生撞機事件，嚴重威脅了飛行安全。

文獻[1]中，飛行器通過發射系統向空間廣播自身位置、速度、身份信息，通過接收天線接收其他飛行器的廣播的位置、速度、身份信息，形成空域飛行態勢，避免飛機相撞，該方法能有效獲取合作目標信息，但難以避讓非合作目標信息。文獻[2]中，飛行器利用機載應答識別系統，將本機的飛行參數告知地面和其他飛機，同時接收其他飛機的飛行參數，并通過導航飛行控制系統實現避撞，該系統能夠對合作目標進行監視，但難以規避非合作目標。

文獻[1]和[2]采用廣播、應答識別技術，僅能獲取來自安裝有廣播、應答設備的合作目標飛機的信息，無法得到非合作目標的信息，難以防止非合作目標與無人機相撞。

文獻[3]中，機載防撞雷達采用脈沖多普勒相控陣體制，能有效探測空中合作、非合作飛行目標，實現無人機避撞，但該系統通道數多，成本高，峰值功率高，功耗高，帶寬有限，距離盲區較大。

文獻[3]采用脈沖多普勒相控陣體制的雷達存在通道數多、峰值功率高、測距盲區大、距離分辨力有限等缺點，其體積大、重量大，功耗高、成本高，常用于軍用大型無人機，難以在安裝空間有限、承重能力有限、成本受限、輸出功率受限的中小型無人機上使用，載機平臺適應性弱。

參考文獻

[1]董鋒劍,苗勇,革文斌,劉意華.一種飛機防撞智能規避系統[P].CN109118828A,2019-01-01；

[2]楊紹文.一種無人機飛行防撞方法及裝置[P].CN101714300A,2010-05-26；

[3]Paul?R.Heumphreus,Michael?K.Martin,Giovanni?Corrao,James?A.Shifflett,Jamaal?H.Granger,Roger?K.Young,Timothy?R.Bristol,Miles?E.Newton.Dueregard?radar?system[P].US10254396,2019-04-09。

本發明所用到的縮略語和關鍵術語定義:

內置測試(BIT-Built?in?test)；

模擬-數字信號轉換(AD-Analog?to?digital?signal?conversion)；

現場可編程門陣列(FPGA-Field?programmable?gate?array)；