[发明专利]植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表

权利要求书

1.一种植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表，其特征在于，包括天线分系统、射频分系统、信号调理分系统、信号处理分系统；

所述天线分系统形成雷达探测所需的发射和接收波束，并将发射信号向指定区域辐射，并接收指定区域内的目标散射回波信号；

所述射频分系统，产生发射信号且发射信号的频率按照调制信号的规律进行变化，实现输出线性调频连续波；

所述信号调理分系统，对中频模拟信号的滤波和幅值放大；

所述信号处理分系统，使信号调理分系统输出的两路，I/Q中频信号，采集到AD采集通道中，并进行植保旋翼无人机雷达高度表系统雷达信号处理且输出；

植保旋翼无人机雷达高度表系统雷达信号处理的方法，包括：

S1.AD数据采集；

S2.FFT变换；

S3.CFAR门限检测；

所述步骤S1和步骤S3之间，还具有去直流的步骤，其包括：

(1)分别计算I路、Q路各自N_s个数据的均值I_mean和Q_mean；

(2)其中I为I路的时域数据，Q为Q路的时域数据，I_mean为I路的均值，Q_mean为Q路的均值；

(3)将I路、Q路的每一个数据减掉各路的均值；

IQ数据去直流计算公式为：其中，I′为去直流后的数据，Q′为去直流后的数据；

S4.峰值处理；

所述峰值处理：在经过CFAR门限检测后，选择最大点作为输出峰值，在进行过门限峰值提取时，执行如下方法：

设置一个峰值点阈值因子α，其用于限制检测出的过门限最大峰值点与上一周期出现的最大峰值点的差值绝对值，使得该差值绝对值不得大于该峰值点阈值因子α：

表达式如下：

|L_max(k)-L_max(k-1)|≤α；

其中：L_max(k)为k周期的过门限最大峰值点坐标，L_max(k-1)为上一周期的最大峰值点坐标，k表示第k时刻；v_max为无人机最大飞行速度，λ为毫米波雷达波长，fs为采样率，N为FFT的点数；

如果k时刻，过门限最大峰值点与k-1时刻过门限最大峰值点的绝对值差值在所设置的峰值点阈值因子α范围内，则认为第k周期的峰值点有效；如果k时刻，过门限最大峰值点超过所设置的峰值点阈值因子α，则k时刻输出的峰值点用k-1时刻的峰值点进行替换；

S5.高度结算。

2.如权利要求1所述的植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表，其特征在于，设置一个峰值点突变累计因子φ，该峰值点突变累计因子φ的定义为，如果从k时刻开始，连续b个周期，b的取值范围为5～10，过门限最大峰值点与前一周期的过门限最大峰值点相比，都超过阈值门限因子a，则第k+b时刻，将当前时刻解算出的过门限最大峰值点作为当前时刻的过门限最大峰值点。

3.如权利要求1所述的植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表，其特征在于，在步骤S4和S5之间，具有频谱最大估计的步骤，所述谱最大估计：得到过门限最大峰值点进行谱最大估计：设过门限最大峰值点A1的坐标为(a1,k1)，其中，a1表示过门限最大峰值点的值，k1表示过门限峰值点对应的幅度值；最大峰值点左右两边，次峰值点坐标为A3(a3，k3)，设所求的中央峰值点A为(amax，kmax)，则e＝amax-a1，则A1点，关于A点对称点A2坐标为(a2,k1)＝(a1+2e,k1)，复包络的零点A4为(a4,k1)＝(a3+e,0)；

其中：a2、a3、a4是对应点的过门限最大峰值点的值，k3是对应点的过门限峰值点对应的幅度值；

A2、A3和A4为一条直线，其线性关系为：

令则

设定误差E与偏差e进行比对，如果|e|E，则此时的过门限峰值点的值则为所要求的中央峰值点的值，如果偏差e大于所设定的误差E时，β为修正因子，取值范围为1.5～1.9，改变修正因子计算出e的值，以计算得到中央峰值点的值amax＝a1+e。

4.如权利要求1所述的植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表，其特征在于，所述高度结算：中央峰值点的值amax，其对应的频率值f_amax，根据公式

计算得到高度；其中，T为调制周期，B为调频带宽，c为光速。