[发明专利]一种基于无人机的高俯仰角度散射测试系统

说明书

本发明公开了一种基于无人机的高俯仰角度散射测试系统，包括无人机、挂载平台、摄像装置、轻量化雷达、微带天线、飞控地面站和测量地面站；测量地面站通过飞控地面站控制无人机围绕目标对象飞行至预设高度，接收轻量化雷达反馈的6轴陀螺仪的实时角速度信息，处理后获得实时的俯仰倾角，根据处理结果调整无人机姿态使实时俯仰倾角与散射测试任务对应的预设的标准俯仰倾角一致，控制轻量化雷达和微带天线完成散射测试任务。本发明能够采用无人机作为整个测量系统的载具，并且对测量系统的结构以及测量方式做了针对性的优化和改进，更具有灵活性，且具有更高的俯仰角度和更广的俯仰角度区间。

技术领域

本发明涉及大尺寸目标散射测试技术领域，具体而言涉及一种基于无人机的高俯仰角度散射测试系统。

背景技术

目前的天线辐射场测试可分为远场测试和近场测试，远场测试是在满足一定的测试距离后直接测量天线的远场特性，而近场测试则是测量待测天线的近场数据，然后根据傅里叶变换得到天线的远场特性。现有技术中，通常采用XY方向的扫描系统作为测量系统的载具，实现俯仰角度的变化。例如，专利号为CN201710765002.3的发明中公开了一种矩形高效率紧缩天线辐射场及目标散射测试系统。扫描系统的结构特征决定了俯仰角度的取值范围和调节精度。

然而，前述方式存在以下问题：第一，随着测试需求日益提高，扫描系统的结构设计变得越发困难，成本和性能取舍变得困难。第二，目标对象分布散乱且数量众多，对于扫描系统和测量系统的布局提出了新的考验，尤其是野外复杂地形条件下，经常难以完成预设的测试过程。第三，每次更换测量目标时，都需要针对测量目标自身结构和周边环境，重新设计测试方案，工作量大，测试耗时长，且随时需要专业人员技术支持，对测试人员的门槛要求高。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于无人机的高俯仰角度散射测试系统，采用无人机作为整个测量系统的载具，并且对测量系统的结构以及测量方式做了针对性的优化和改进，相比于之前使用XY方向的扫描系统更具有灵活性，且具有更高的俯仰角度和更广的俯仰角度区间。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于无人机的高俯仰角度散射测试系统，所述测试系统包括无人机、挂载平台、摄像装置、轻量化雷达、微带天线、飞控地面站和测量地面站；

所述飞控地面站分别与无人机和摄像装置连接，用于调整无人机姿态和控制无人机沿指定飞行路线飞行，以及控制摄像装置的拍摄参数；摄像装置还与测量地面站连接，其拍摄的实时视频流直接发送至测量地面站；

所述轻量化雷达、微带天线通过挂载平台挂载在无人机下方，摄像装置安装在挂载平台前侧面上；所述轻量化雷达和微带天线满足共形条件；所述轻量化雷达包括发射机、接收机、6轴陀螺仪和与测量地面站进行数据传输的收发模块；

所述测量地面站通过飞控地面站控制无人机围绕目标对象飞行至预设高度，接收轻量化雷达反馈的6轴陀螺仪的实时角速度信息，处理后获得实时的俯仰倾角，根据处理结果调整无人机姿态使实时俯仰倾角与散射测试任务对应的预设的标准俯仰倾角一致，调整摄像装置的拍摄参数以采集目标对象的实时图像，以及

在控制无人机保持当前高度和俯仰倾角围绕目标对象做水平匀速运动的同时，控制轻量化雷达和微带天线完成散射测试任务以获取目标对象在当前高度的微波散射特性。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述测量地面站接收轻量化雷达反馈的6轴陀螺仪的实时角速度信息，采用四阶龙格库塔法对实时角速度进行积分，得到实时的俯仰倾角。

进一步地，所述测量地面站利用摄像装置拍摄的目标对象的实时图像生成散射测试任务对应的标准俯仰倾角，或者对预设的初始俯仰倾角进行修正以得到标准俯仰倾角。