用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表的制作方法
【專利摘要】用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，包括：發射天線、接收天線、收發組件、視放組件和信號處理組件；所述的收發組件分別與發射天線、接收天線、視放組件和信號處理組件相連，所述視放組件與信號處理組件相連。天線口徑和元件、器件體積小，更適合于小型無人機。采用了FPGA硬件平臺，通用性強，并具備現場升級能力。
【專利說明】
用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表
技術領域
[0001]本實用新型屬于毫米波雷達高度表技術領域，具體涉及一種用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表。
【背景技術】
[0002]測高技術廣泛的應用于測量地球表面上空飛行器的高度，根據所采用的測高技術與設備的不同，所測的高度可以是地球表面水準面上空的高度，也可以是地球表面與飛行器之間的高度。基于不同的原理，測高技術大致可分為氣壓高度表、雷達高度表、激光高度表、超聲波高度表等。
[0003]雷達高度表是利用測量電磁波傳播延遲時間的原理，來確定飛行器的高度。一般分為連續波調制型和脈沖調制型。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供了一種用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，在天線口徑相同的情況下，可提高雷達的角分辨能力和測角精度，天線口徑、元件、器件體積小，更適合于小型無人機。
[0005]為達到上述目的，本實用新型是這樣實現的:用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，包括:發射天線、接收天線、收發組件、視放組件和信號處理組件;所述的收發組件分別與發射天線、接收天線、視放組件和信號處理組件相連，所述視放組件與信號處理組件相連。
[0006]進一步的，信號處理組件，包括FPGA芯片、高速DSP芯片、接口芯片。
[0007]進一步的，收發組件，包括射頻放大器、定向耦合器、壓控振蕩器、高敏脈沖電阻、混頻器、帶通濾波器和前置放大器;所述定向耦合器分別與射頻放大器、混頻器、壓控振蕩器相連，所述混頻器還與高敏脈沖電阻、帶通濾波器相連，所述帶通濾波器還與前置放大器。
[0008]進一步的，視放組件，包括順序相連的窄帶濾波器、主放大器、VGC接口。
[0009]進一步的，VGC接口采用D/A轉換器和運放，來產生VGC電壓。
[0010]更進一步的，所述發射天線與收發組件中的射頻放大器相連，所述接收天線與收發組件中的高敏脈沖電阻相連。
[0011]更進一步的，收發組件中的前置放大器與視放組件中的窄帶濾波器相連。
[0012]更進一步的，接收天線、發射天線選用微帶集成平板天線。
[0013]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:在天線口徑相同的情況下，可提高雷達的角分辨能力和測角精度;天線口徑和元件、器件體積小，更適合于小型無人機。采用了FPGA硬件平臺，通用性強，并具備現場升級能力;滿足更多應用場合的需要、抗干擾能力強、具有大范圍測高能力。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表結構框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例對本實用新型的內容做詳細描述，但不用于限制本實用新型的保護范圍。
[0016]如圖1所示，用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，該系統包括:
[0017]發射天線，與收發組件中的射頻放大器相連；
[0018]收發組件，分別與發射天線、接收天線、視放組件和信號處理組件相連;所述收發組件包括射頻放大器、定向耦合器、壓控振蕩器、高敏脈沖電阻、混頻器、帶通濾波器和前置放大器;所述定向耦合器分別與射頻放大器、混頻器、壓控振蕩器相連，所述混頻器還與高敏脈沖電阻、帶通濾波器相連，所述帶通濾波器還與前置放大器;收發組件采用自差結構，輸出為零中頻的差拍信號，其頻率跟地面高度成正比；
[0019]視放組件，包括順序相連的窄帶濾波器、主放大器、VGC接口；所述窄帶濾波器與收發組件中的前置放大器相連，主放大器與信號處理組件相連;主放大器選用AD公司的視頻放大器，它內部集成了兩個放大器模塊，可以單獨使用其中的任何一個或將兩個級聯使用以提高增益和擴大動態范圍。
[0020]信號處理組件，包括FPGA芯片、高速DSP芯片、接口芯片;VGC接口采用D/A轉換器和運放，來產生VGC電壓;FPGA選用Xi I inx公司的XC2V500。
[0021]接收天線，與收發組件中的高敏脈沖電阻相連;接收、發射天線選用微帶集成平板天線，天線間距不小于lm，使收發隔離度大于70dB。
[0022]本實用新型的工作原理如下:發射信號經過與飛行器飛行高度成正比例的時間延遲，由地面反射并被雷達高度表的接收天線接收，經過收發組件混頻后輸出差拍信號，該信號經過窄帶濾波器選頻后，被一個增益隨高度變化的放大器放大、濾波，送到信號處理組件。信號處理組件根據保持或調整三角波的頻率，使差拍信號始終落入跟蹤帶內，保持恒定值。信號穩定跟蹤后，由DSP進行高度值的解算并通過接口芯片輸出。
[0023]本實用新型解決的技術問題是:天線口徑和元件、器件體積小，更適合于小型無人機。采用了FPGA硬件平臺，通用性強;解決該技術問題采用的技術手段主要是依靠于各個元器件集成于一體，及各個元器件的連接關系;本申請使用的計算機程序、信號處理、算法都是本領域的公知常識。
[0024]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，其特征在于，包括:發射天線、接收天線、收發組件、視放組件和信號處理組件;所述的收發組件分別與發射天線、接收天線、視放組件和信號處理組件相連，所述視放組件與信號處理組件相連。2.根據權利要求1所述的用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，其特征在于，信號處理組件，包括FPGA芯片、高速DSP芯片、接口芯片。3.根據權利要求1所述的用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，收發組件，包括射頻放大器、定向耦合器、壓控振蕩器、高敏脈沖電阻、混頻器、帶通濾波器和前置放大器;所述定向耦合器分別與射頻放大器、混頻器、壓控振蕩器相連，所述混頻器還與高敏脈沖電阻、帶通濾波器相連，所述帶通濾波器還與前置放大器。4.根據權利要求1所述的用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，視放組件，包括順序相連的窄帶濾波器、主放大器、VGC接口。5.根據權利要求4所述的用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，VGC接口采用D/A轉換器和運放，來產生VGC電壓。6.根據權利要求1所述的用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，所述發射天線與收發組件中的射頻放大器相連，所述接收天線與收發組件中的高敏脈沖電阻相連。7.根據權利要求1所述的用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，收發組件中的前置放大器與視放組件中的窄帶濾波器相連。8.根據權利要求1所述的用于無人機的77GHz毫米波雷達高度表，接收天線、發射天線選用微帶集成平板天線。
【文檔編號】G01S13/88GK205539456SQ201620268555
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】田雨農, 高潔, 周秀田, 史文虎
【申請人】大連樓蘭科技股份有限公司