[实用新型]用于植保无人机地形跟随的雷达传感器、地形跟随系统

说明书

本实用新型公开一种用于植保无人机地形跟随的雷达传感器及地形跟随系统，该雷达传感器包括壳体以及集成在壳体内用于测量目标距离的毫米波雷达模块，毫米波雷达模块包括相互连接的射频单元、锁相环单元以及信号处理单元，锁相环单元控制射频单元发射所需调制波形，射频单元接收目标回波信号并经过混频后输出中频信号给信号处理单元，由信号处理单元输出目标距离信息。简单、成本低、环境适应性强、测量距离远、精度高及地形追随效果好等优点。

技术领域

本实用新型涉及植保技术领域，尤其涉及一种用于植保无人机地形跟随的雷达传感器、地形跟随系统。

背景技术

无人机植保作业的环境复杂，具有如花生地、水稻田、玉米地、棉花地、小麦地、大豆地、果树林等多种特殊的作业环境，且需要在风、雪、雾、霾等各种恶劣气象条件下作业，精准的高度、地形追踪能保证无人机稳定的飞行。针对地形跟踪，目前主要是采用GPS、气压计、激光雷达、红外和视觉等传感器实现，但上述几种方式功能单一，在气象条件较好时，能较准确的测量植保无人机距离植被的高度，实现稳定的植保作业，但是在恶劣的气象条件下测量精度不高、测量距离短，易发生炸机事件，严重影响植保无人机的安全植保作业，且上述每一种方式均存在相应的缺陷，如：

（1）激光雷达地形追随成本高，对植被反射效果差，测量误差大，不能满足无人机植保作业复杂的环境要求，如水稻田，玉米高杆地等特殊的作业环境，且对气象条件要求较高，在无人机植保作业喷洒农药时产生的水汽会对性能产生较大干扰。

（2）超声波雷达地形追随的环境适应能力差，容易穿透植被，因而当有植被情况下精度会下降，且实时性差，且对气象条件要求较高，在无人机植保作业喷洒农药时产生的水汽会对性能产生较大干扰；

（3）GPS植保无人机地形追随的误差相对较大，不适合用于植保无人机中。

综上所述，现有的地形跟随传感器由于自身工作原理的限制，测量信息精度差或环境适应能力差，不能适应植保无人机复杂的地形跟随需求，无法适用于植保无人机定高作业，亟需提供一种雷达传感器以适用于植保无人机地形跟随，以提高地形跟随的环境适应性及精度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低、环境适应性强、测量距离远、精度高及地形追随效果好的用于植保无人机地形跟随的雷达传感器、地形跟随系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种用于植保无人机地形跟随的雷达传感器，包括壳体以及集成设置在所述壳体内用于测量目标距离的毫米波雷达模块，所述毫米波雷达模块包括相互连接的射频单元、锁相环（PLL，Phase-Locked Loop）单元以及信号处理单元，所述锁相环单元控制所述射频单元发射所需调制波形，所述射频单元接收目标回波经过混频后输出中频信号给所述信号处理单元，由所述信号处理单元输出目标距离信息。

作为本实用新型的进一步改进：所述毫米波雷达模块具体为24GHz.毫米波雷达模块，通过所述射频单元具体发射24GHz的电磁波。

作为本实用新型的进一步改进：所述射频单元具体采用MMIC（MonolithicMicrowave Integrated Circuit，单片微波集成电路）射频芯片。

作为本实用新型的进一步改进：所述信号处理单元采用DSP实现。

作为本实用新型的进一步改进：所述毫米波雷达模块还包括与所述射频单元连接的收发天线，所述收发天线为包含多个垂直极化辐射单元的集成平面微带阵列天线。

作为本实用新型的进一步改进：所述收发天线在方位面-6dB的波束宽度为26~30deg，俯仰面-6dB波束宽度为16~20 deg。

作为本实用新型的进一步改进：所述壳体上设置有UART通信接口。