[发明专利]毫米波无人机回收引导装置

说明书

技术领域

本发明涉及无人机回收引导技术，利用无线电测向和测距原理为无人机回收提供精确的空间位置信息和飞行路线，其实质是协同式引导雷达系统。

背景技术

舰载无人机是以战舰为基地的作战机种，必须满足和适应战舰的工作环境、自然环境和作战环境。海上的自然环境比陆地复杂、恶劣，无人机在舰上起降时必然存在较大的外界干扰。目前，固定翼无人机大部分是靠阻拦网或伞降回收的，存在着很大的安全隐患，能否安全可靠地实现自动回收已成为评价舰载无人机性能好坏的重要指标之一。

舰载无人机撞网回收是一种理想的精确定点回收方式,特别适合小型固定翼无人机在狭窄回收场地或舰船上使用,可以认为它是一种零距离回收方式。撞网回收系统一般由拦阻网装置、吸能缓冲装置和末端引导装置等组成,其核心技术在于如何引导无人机准确地飞向拦阻网，从而平稳、准确地实现撞网回收。无人机撞网回收系统在工程应用方面的集成研制工作目前在国内还未开展。与国外相比,国内对无人机撞网回收技术的研究应用存在着相当大的差距,其中精确引导技术为主要瓶颈。

目前，国内对撞网回收的无人机末端精确引导技术的研究应用主要有激光引导、GPS组合引导和电视跟踪引导等。其中激光引导和电视跟踪引导最大的问题是不能全天候工作，系统复杂；GPS组合引导系统引导精度一般，位置结算较慢，实时性差。

本发明通过舰载毫米波设备在空间某一区域内发射雷达引导波束，机载雷达设备将接收到的雷达信号再生后发出,舰载雷达设备根据四个接收天线接收到的信号强度和相位关系判断无人机所处象限及偏离中心情况，计算航向及俯仰偏差；舰载设备的发射信号经过了PN调制和数据调制，将机载设备回波中的PN序列和本地序列比较后得到无人机的斜距。机载雷达设备对接收到的信号解调得到无人机航向及俯仰偏差数据最终通过422接口将偏差量传给无人机飞控设备。本发明具有体积小、定位精度高、速度快、覆盖范围广、可靠性高等优点，能有效减少无人机回收的工作量，加快了回收速度。

发明内容

本发明的目的就是将毫米波技术、通信技术和无线电测距测角技术有机结合，在满足测角测距精度的同时减小设备体积重量，为舰载无人机回收提供全天候的精确引导。

本发明主要由无人机上机载毫米波雷达设备和舰载毫米波雷达设备两部分组成，其中机载毫米波雷达设备包括机载422接口电路、机载数据及信息处理单元、机载毫米波频综、功率解算模块、毫米波收发前端、机载天线；舰载毫米波雷达设备包括舰载422接口电路、舰载数据及信息处理单元、舰载毫米波频综、相位解算、毫米波功放组件、毫米波宽带多通道接收机和四象限天线。其中所述毫米波收发前端包括混频器、腔体滤波器、LNA和1320MHz带通滤波器；所述的毫米波多通道接收机包括腔体滤波器、XL1000、下变频器、1320MHz带通滤波器、TGA4516和CHA3093；所述的毫米波频综包括100MHz恒温晶振、ADF4107和HMC509。

本发明的工作原理如下：

1、角度测量：舰载定向天线发射四象限信标频率，机载全向接收机接收到信标频率以后，根据信标可以判别出所处象限并能粗略估计角度偏差。为了实现精确角度测量采用相位法测角，机载设备定向发射机向舰载设备发射以PN序列开始的单频(其中PN序列作为再生测距伪码和同步信息)作为舰载设备精确测角的频标。舰载设备多通道毫米波接收机根据四个接收天线收到的信号相位关系解算出无人机的航向和俯仰精确偏差。精确角度偏差值再通过四象限信标频率发射传给机载设备，精度可达0.05度。

2、距离测量：采用伪码再生测距方式，利用精确测角时机载设备定向发射机信道1向舰载设备发射的PN序列作为舰载设测距备的伪码。舰载设备对PN序列跟踪同步后由四象限信标频率发射，机载设备根据本地PN序列和接收到的PN序列的相位差解算出无人机与舰载拦阻网的距离，精度可达±1米。

本发明的优点：(1)功能强，体积小(2)适应性强，定位精度高(3)速度快、覆盖范围广。

附图说明

图1是本发明目毫米波无人机引导装置原理框图。

图2是本发明机载雷达设备原理框图。

图3是本发明舰载雷达设备原理框图。

图4是本发明所述机载毫米波雷达设备的数据及信号处理板和舰载雷达设备数据及信号处理板的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。