[发明专利]基于毫米波雷达的固定翼无人机多目标防撞系统

权利要求书

1.一种基于毫米波雷达的固定翼无人机多目标防撞系统，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，并进行信号处理且输出；

所述的信号处理的方法是：

S1.分别计算通道1中AD采集到的三角波FMCW上、下扫频段以及恒频波CW1段IQ两路数据的均值，IQ两路各数据点分别减掉计算得到的均值；计算通道2中AD采集到的恒频波CW2段IQ两路数据的均值，IQ两路各数据点分别减去计算得到的均值；

S2.分别将通道1和通道2中，各段去直流后的时域数据进行加窗处理；

S3.对通道1中的第一段三角波FMCW上扫频段和第二段三角波FMCW下扫频段、第三段恒频波CW1段，以及通道2中的恒频波CW2段，去除前部分数据点，进行FFT变换，将时域数据转换成频域数据；

S4.将各段波形FFT变换后的复数模值做门限检测CFAR，输出过门限点位置，根据过门限的点计算其对应的频率值，同时计算出恒频段过门限点对应的相位值；过门限峰值点的处理的方法，其特征在于：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变换的点数，FFT变换的对象是加窗后的锯齿波数据；

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由.通道1恒频段频率矩阵，计算得到其对应的速度矩阵；

S6.将通道1的三角波上扫频频率矩阵和下扫频对应的频率矩阵中的数据，两两进行配对计算距离和速度，相应计算得出距离矩阵和速度矩阵，从距离矩阵和速度矩阵中，找到真实目标在速度矩阵的坐标值，通过该坐标值在距离矩阵中相应坐标对应的距离值则为真实目标的距离值；

S7.通过恒频波的速度矩阵和三角波的速度矩阵进行多目标的真实速度匹配以及查找，同时获得多目标的真实距离；

S8.进行多目标的方位角计算。