[发明专利]旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统及方法

权利要求书

1.一种旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统，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，并进行旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理且输出。

2.如权利要求1所述的旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统的信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.AD数据采集；

S2.去直流；

S3.窗函数处理；

S4.FFT变换；

S5.门限检测；

S6.二进制检测；

S7.解算速度、距离或角度中的一种或组合。

3.如权利要求2所述的旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统的信号处理方法，其特征在于，所述步骤S1的具体方法是：

(1)将通道1和通道2中的连续IQ数据，通过AD采样进行数字化处理；

(2)将通道1和通道2中采集到的数据分为三角波的上扫频数据和下扫频数据，去除前部分数据点后去直流，进行时频的FFT变换，将时域数据转换成频率数据。

4.如权利要求2所述的旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统的信号处理方法，其特征在于，所述步骤S2的具体方法是：

(1)将通道1和通道2中，分别计算各自通道三角波上、下扫频IQ数据的均值；

(2)将各自通道三角波上、下扫频IQ的每一个数据减掉上一步计算得到的均值。

5.如权利要求2所述的旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统的信号处理方法，其特征在于，所述步骤S3的具体方法是：将通道1和通道2中，三角波的上、下扫频段各自去直流后的时域数据进行加窗处理，选择汉宁窗和/或海明窗。

6.如权利要求2所述的旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统的信号处理方法，其特征在于，所述步骤S4的具体方法是：将通道1和通道2中，加窗后的三角波的上、下扫频段数据进行FFT变换，将时域数据转换成频率数据。

7.如权利要求2所述的旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统的信号处理方法，其特征在于，所述步骤S5的具体方法是：

(1)将通道1中的三角波上扫频FFT变换后的各个点的复数模值和通道2中的三角波上扫频FFT变换后的对应点上的复数模值，进行平均处理，将通道1中的三角波下扫频FFT变换后的各个点的复数模值和通道2中的三角波下扫频FFT变换后的对应点上的复数模值，进行平均处理；

(2)将平均后的数据，进行CFAR门限检测。

8.如权利要求2所述的旋翼无人机远距离复杂环境防撞毫米波雷达信号处理系统的信号处理方法，其特征在于，CFAR门限检测选择单元平均选小的门限检测方法，具体流程如下：

1)设置参考窗长L，其值可根据外场实测改变，选取为15～20个点，保护单元选择2～3个点；

2)针对单个锯齿波周期数据FFT后的某个模值点，分别计算其前参考窗内L个数据的均值β₁和后参考窗内L个数据的均值β₂，若其前或后窗长小于L，取实际窗长计算均值；

3)比较该点前后窗均值β₁和β₂，选择其中较小者作为其电平估计α，即α＝min(β₁,β₂)；

4)设置门限乘积因子γ，则该点的检测门限T＝α*γ；

5)比较该点模值和其门限值的大小，若其模值大于门限，则记录该点的位置信息，否则认为其未过门限；

6)对于其他所有模值点，分别执行以上步骤2)～5)，即针对所有点进行滑窗检测，记录所有过门限点的位置信息。