植保无人机毫米波雷达测高原理分析及仿真

发布时间：2024-05-19 09:31

　　植保无人机平台测高技术有着广泛的需求,而调频连续波(FMCW)毫米波雷达设备在自动驾驶领域已经逐渐普及,因此,把FMCW毫米波雷达测高技术推广到植保无人机测高领域具有重要意义。基于植保无人机平台分析FMCW毫米波雷达测高原理和系统设计,证明了FMCW毫米波雷达可以用于植保无人机。提出基于地表建模的测高雷达回波仿真方法,可用于进行不同地形情况下的FMCW毫米波测高雷达性能分析和算法研究,实验分析了模拟回波的高度信息,证明该方法能满足植保无人机测高需求。

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【部分图文】：

图1FMCW发射、接收信号及测距原理

FMCW毫米波雷达的原理为发送具有一定带宽、频率线性变化的连续信号，再对接收到的连续信号进行快速傅里叶变换，通过发送与接收信号的频率差来计算两个信号的时间差，并由时间差得到对应的距离差。FMCW毫米波雷达通过发射频率调制的连续信号，从回波信号中提取目标距离信息。FMCW毫米波雷达....

图2FMCW测高雷达地面足迹及回波波形

FMCW毫米波雷达的发射信号的调频周期T要远大于目标最大回波时延τmax，即信号由天线发送经目标反射，再由天线接收所经的时间τmax比信号周期T要小得多。发送信号和接收信号由于时延引起频率的变换，它们的频率差就是差频信号，可用fIF表示，其大小正比于天线与目标间的距离R。FMCW....

图3FMCW测高雷达系统框图

典型的FMCW测高雷达系统如图3所示[8]，其中，发射信号被调制为线性调频连续波，使用耦合器分成两路输出：一路传输给发射天线进行发送；另一路用于和接收信号的混频得到差频信号。雷达处理机根据接收信号进行傅里叶变换，可以得到地面回波距离像，回波前沿对应距离即地表高度信息。2地表建模....

图4σ0随入射角变化曲线

近垂直入射时，地球表面回波可以分解为一个相干分量（镜反射分量）和一个非相干分量（散射分量）。分布型面目标散射特性可以用后向散射系数[10]σ0来表示，σ0的大小与雷达波的入射角、天线的极化形式、雷达信号波长、地表植被覆盖等因素有关，在测高雷达的动态特性模拟中能够与大面积照射区的面....

本文编号：3977923