[发明专利]植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表

说明书

植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表，属于雷达领域，为了解决植保旋翼无人机雷达高度的解算，及解算精度和稳定性的问题，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。效果是：不仅可以远远超过目前超声波传感器高度值结算后的高度值，而且毫米波雷达的体积大小以及功耗低等优势，可以使得无人机高度表有更好的应用场景和应用领域。

技术领域

本发明属于雷达领域，涉及一种植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表。

背景技术

植保无人机，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机有飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

无人机植保作业与传统植保作业相比，具有精准作业、高效环保、智能化、操作简单等特点，为农户节省大型机械和大量人力的成本。植保无人机具有作业高度低，飘移少，可空中悬停等特点，喷洒农药时旋翼产生的向下气流有助于增加气流对农作物的穿透性，如果能够稳定的控制植保无人机与地面植被之间的高度，在农药喷洒作业过程中，则可以更好的使得农药高效率的喷洒到植被上，从而提高农药的防治效果等，使得农药达到最大的利用率。

发明内容

为了解决植保旋翼无人机雷达高度的解算，及解算精度和稳定性的问题，本发明提出了以下技术方案：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四路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。

有益效果：本发明给出了植被旋翼无人机的毫米波雷达高度表整体设计方法及其工作原理；采用毫米波雷达实现的植被无人机高度表系统，不仅可以远远超过目前超声波传感器高度值结算后的高度值，而且毫米波雷达的体积大小以及功耗低等优势，可以使得无人机高度表有更好的应用场景和应用领域。

附图说明

图1植保旋翼无人机的毫米波雷达高度表结构示意图；

图2线性调频锯齿波FMCW在一个扫频周期内的频率变化图；

图3实施例2中植被旋翼无人机雷达高度表系统信号处理方法流程图。

具体实施方式

实施例1：本实施例所设计的毫米波雷达的工作频率在24GHz或77GHz，采用FMCW连续波体制，主要是由于线性调频方式，其距离分辨率高。波形可以采用线性调频三角波FMCW、锯齿波以及恒频波或是这几种波形的组合波形。采用单一的三角波发射波形，可以对目标进行相对距离的检测，通过检测出的无人机与植被之间的相对速度，假设植被静止，则该速度为无人机上下飞行速度。采用单一的三角波就可以完成目标相对距离的准确结算。锯齿波仅能对目标相对距离的检测，恒频波仅能对目标速度检测。由于无人机垂直飞行产生的多普勒频移，会造成一定的距离的偏差，所以可以采用锯齿波与恒频波的组合波形，通过恒频波段对速度的测量实现对锯齿波段距离检测的补偿，从而提高无人机与植被之间的距离精度。三角波以及锯齿波与恒频波的组合波形都可以作为发射波形实现植被无人机高度表，可根据不同的应用场景选择发射波形，从而更好地应用到不同的植被的应用领域，以达到更好地距离检测精度。