[发明专利]一种微波雷达和无人飞行器

说明书

提出了一种微波雷达、微波雷达的信号处理方法、无人飞行器以及无人飞行器的控制方法。其中，微波雷达包括：天线装置(542)，用于以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号(702)；以及雷达控制器(544)，与天线装置(542)通信连接，雷达控制器(544)用于执行如下操作：获取多个回波信号；根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号(704)；对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号(706)；根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息(708)。该微波雷达对多个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体而言，涉及一种微波雷达和无人飞行器。

背景技术

旋转雷达在使用过程中旋转频率不能太高，否则会导致轴承的使用寿命缩短，且旋转带来的震动太大也会影响雷达使用寿命。而低转速带来的问题是雷达单俯仰角刷新率不足，这种情况在旋转雷达中普遍存在。

相关技术中，旋转雷达采用三角波调频连续波和OS-CFAR(Ordered StatisticConstant FALSE Alarm Rate，有序统计恒虚警概率检测)。如图1所示，实线表示发射信号、虚线表示运动目标回波信号、点划线表示静止目标回波信号、T_CPI表示三角波周期、f表示频率、B表示带宽、f₀表示中心频率、t_d表示发射信号与回波信号的时间差、f_B表示发射信号与回波信号混频后的差频，对称三角波调制的FMCW(Frequency Modulated ContinuousWave，调频连续波)雷达可以同时测速、测距，其不具有距离模糊等优点，常用三角波作为防撞雷达调制波形。OS-CFAR算法的主要目的是抑制遮蔽效应引起的性能恶化，它保留了平均恒虚概率检测使用的一维或二维滑窗结果，如果需要也可以使用保护单元，但是彻底摈弃了后者通过参考单元的数据进行平均，从而直接估计干扰功率电平的方法，取而代之的是，OS CFAR对参考单元的数据进行排序，形成一个升序排列的新序列，选取第k个有序统计量的值作为干扰功率电平的估计，并设阈值为该值和一个因子的乘积。

而上述相关技术针对弱目标检测存在较大的漏检概率，不能够建立稳定的观测，导致航迹建立失败，对无人飞行器自主避障功能有较大的影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个方面在于提出了一种微波雷达。

本发明的第二个方面在于提出了一种无人飞行器。

本发明的第三个方面在于提出了一种微波雷达的信号处理方法。

本发明的第四个方面在于提出了一种无人飞行器的控制方法。

本发明的第五个方面在于提出了一种计算机存储介质。

有鉴于此，根据本发明的第一个方面，提出了一种微波雷达，包括：天线装置，用于以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；以及雷达控制器，与天线装置通信连接，雷达控制器用于执行如下操作：获取多个回波信号；根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由雷达控制器配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射M个三角波，接收到检测目标返回的M个回波信号后，将连续的M个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。