[發明專利]毫米波無人機回收引導裝置

有效

• 申請號: 201310450600.3
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN104515987B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 李興廣;陳磊
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01S13/50
• 分類號: G01S13/50;G01S13/58;G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無人機回收引導技術，利用無線電測向和測距原理為無人機回收提供精確的空間位置信息和飛行路線，其實質是協同式引導雷達系統。

背景技術

艦載無人機是以戰艦為基地的作戰機種，必須滿足和適應戰艦的工作環境、自然環境和作戰環境。海上的自然環境比陸地復雜、惡劣，無人機在艦上起降時必然存在較大的外界干擾。目前，固定翼無人機大部分是靠阻攔網或傘降回收的，存在著很大的安全隱患，能否安全可靠地實現自動回收已成為評價艦載無人機性能好壞的重要指標之一。

艦載無人機撞網回收是一種理想的精確定點回收方式,特別適合小型固定翼無人機在狹窄回收場地或艦船上使用,可以認為它是一種零距離回收方式。撞網回收系統一般由攔阻網裝置、吸能緩沖裝置和末端引導裝置等組成,其核心技術在于如何引導無人機準確地飛向攔阻網，從而平穩、準確地實現撞網回收。無人機撞網回收系統在工程應用方面的集成研制工作目前在國內還未開展。與國外相比,國內對無人機撞網回收技術的研究應用存在著相當大的差距,其中精確引導技術為主要瓶頸。

目前，國內對撞網回收的無人機末端精確引導技術的研究應用主要有激光引導、GPS組合引導和電視跟蹤引導等。其中激光引導和電視跟蹤引導最大的問題是不能全天候工作，系統復雜；GPS組合引導系統引導精度一般，位置結算較慢，實時性差。

本發明通過艦載毫米波設備在空間某一區域內發射雷達引導波束，機載雷達設備將接收到的雷達信號再生后發出,艦載雷達設備根據四個接收天線接收到的信號強度和相位關系判斷無人機所處象限及偏離中心情況，計算航向及俯仰偏差；艦載設備的發射信號經過了PN調制和數據調制，將機載設備回波中的PN序列和本地序列比較后得到無人機的斜距。機載雷達設備對接收到的信號解調得到無人機航向及俯仰偏差數據最終通過422接口將偏差量傳給無人機飛控設備。本發明具有體積小、定位精度高、速度快、覆蓋范圍廣、可靠性高等優點，能有效減少無人機回收的工作量，加快了回收速度。

發明內容

本發明的目的就是將毫米波技術、通信技術和無線電測距測角技術有機結合，在滿足測角測距精度的同時減小設備體積重量，為艦載無人機回收提供全天候的精確引導。

本發明主要由無人機上機載毫米波雷達設備和艦載毫米波雷達設備兩部分組成，其中機載毫米波雷達設備包括機載422接口電路、機載數據及信息處理單元、機載毫米波頻綜、功率解算模塊、毫米波收發前端、機載天線；艦載毫米波雷達設備包括艦載422接口電路、艦載數據及信息處理單元、艦載毫米波頻綜、相位解算、毫米波功放組件、毫米波寬帶多通道接收機和四象限天線。其中所述毫米波收發前端包括混頻器、腔體濾波器、LNA和1320MHz帶通濾波器；所述的毫米波多通道接收機包括腔體濾波器、XL1000、下變頻器、1320MHz帶通濾波器、TGA4516和CHA3093；所述的毫米波頻綜包括100MHz恒溫晶振、ADF4107和HMC509。

本發明的工作原理如下：

1、角度測量：艦載定向天線發射四象限信標頻率，機載全向接收機接收到信標頻率以后，根據信標可以判別出所處象限并能粗略估計角度偏差。為了實現精確角度測量采用相位法測角，機載設備定向發射機向艦載設備發射以PN序列開始的單頻(其中PN序列作為再生測距偽碼和同步信息)作為艦載設備精確測角的頻標。艦載設備多通道毫米波接收機根據四個接收天線收到的信號相位關系解算出無人機的航向和俯仰精確偏差。精確角度偏差值再通過四象限信標頻率發射傳給機載設備，精度可達0.05度。

2、距離測量：采用偽碼再生測距方式，利用精確測角時機載設備定向發射機信道1向艦載設備發射的PN序列作為艦載設測距備的偽碼。艦載設備對PN序列跟蹤同步后由四象限信標頻率發射，機載設備根據本地PN序列和接收到的PN序列的相位差解算出無人機與艦載攔阻網的距離，精度可達±1米。

本發明的優點：(1)功能強，體積小(2)適應性強，定位精度高(3)速度快、覆蓋范圍廣。

附圖說明

圖1是本發明目毫米波無人機引導裝置原理框圖。

圖2是本發明機載雷達設備原理框圖。

圖3是本發明艦載雷達設備原理框圖。

圖4是本發明所述機載毫米波雷達設備的數據及信號處理板和艦載雷達設備數據及信號處理板的原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。