[发明专利]一种无人机机载步进频率探地雷达

摘要

本发明属于探地雷达技术领域，具体为一种无人机机载步进频率探地雷达。本发明以无人机为搭载平台，其操作简单，使用灵活，实现了高危险的区域可用；并通过对数据采集系统的重新定义设计，提高了探测精度；消除基于DDS的信号源在步进频率时产生的相位随机误差，进而得到真实的目标回波信息；通过对中频信号的模拟正交解调，对相应频点的基带信号单点或多点模式采样(可切换)，即可保证数据精度，又有利于降低数据流量。

主权项

1.一种无人机机载步进频率探地雷达，包括步进信号源、接收机、数据采集系统、收发天线、地面控制基站和功分器，其特征在于：步进信号源，包括射频发射源和本振源，射频发射源连接功分器1，进行信号功分，然后分别输出信号至接收机1和发射天线，本振源信号通过功分器2分成2路信号，传输至2个接收机；接收机共有2个，分别为接收机1和接收机2，均有2个输入端；接收机1的输入连接功分器1输出的本振源信号和功分器2输出的信号，其输出接数据采集系统的模拟正交解调模块；接收机2的输入分别连接接收天线和功分器2的输出，输出接数据采集系统的模拟正交解调模块；地面控制基站用于收发信号，并处理；功分器共有2个，分别为功分器1和功分器2，功分器1接射频发射源、接收机1和发射天线；功分器2接本振源、接收机1和接收机2；所述数据采集系统包括：模拟正交解调模块、模数转换模块、主控模块、电压电流监控模块、数据传输模块、激光测距模块、GPS定位模块、系统时钟同步模块、接收机控制模块、步进信号源控制模块以及电源模块；模拟正交解调模块：对2个接收机传输过来的模拟中频信号进行模拟正交解调，产生2组I和Q两路基带信号，并输出至模数转换模块；模数转换模块：对模拟正交解调模块输入的的2组I和Q两路基带信号采样，然后转换成数字信号，再输出至主控模块；主控模块：是整个系统的控制中心，完成整个系统的时序管理，数据缓存，地面控制基站控制指令的翻译，控制数据传输，使各个模块按照地面控制基站控制的指令工作；电源模块：将输入电源转换为各个模块需要的电压值并与其连接，实现对各个模块的供电；电压电流监控模块：实时监控整个数据采集系统的电压电流，用以确定数据采集系统是否正常工作；数据传输模块：把模数转换模块采集到的数据进行编码，通过无线数据链路，把编码后的数据传输到地面控制基站；激光测距模块：用以实时测量无人机到地面的精准距离，为后续探地雷达成像提供校正参数；GPS定位模块：用来实时定位无人机的位置信息，为后续探地雷达成像提供位置信息参数；系统时钟同步模块：用于同步系统时钟，使步进信号源，接收机和数据采集系统时钟同步；接收机控制模块：用以向接收机地面控制基站下发的增益控制指令；步进信号源控制模块：用以向步进信号源下发地面控制基站控制其初始频率、步进频率值、频点数以及频点持续时间的指令，并对步进信号源发送触发脉冲，控制其步进跳频。