《电子技术应用》
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应用于无人监控的雷达发射机的设计与实现
电子技术应用
李彦旭,陈星宇
江苏大学 电气信息工程学院
摘要: 设计了一种用于无人监控雷达的发射机系统,旨在实现对监控区域的高效探测和精准监测。该发射机系统采用了FMCW(调频连续波)雷达技术,其核心是一种线性连续信号。针对无人监控领域的特定需求和特点,对发射模块进行了方案确定和指标分析,并仿真设计了功率放大器和天线。在此基础上,对功放和天线的结构进行了有效改进。最后进行了系统的实物测试,结果达到了预期的7 W发射功率,证明提出的设计方案满足实际的设计应用需求,验证了其在该领域的可行性。
中图分类号:TN957.3 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245432
中文引用格式: 李彦旭,陈星宇. 应用于无人监控的雷达发射机的设计与实现[J]. 电子技术应用,2024,50(12):112-116.
英文引用格式: Li Yanxu,Chen Xingyu. Design and implementation of radar transmitters for unmanned surveillance[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(12):112-116.
Design and implementation of radar transmitters for unmanned surveillance
Li Yanxu,Chen Xingyu
School of Electrical and Information Engineering, Jiangsu University
Abstract: This article designs a transmitter system for unmanned surveillance radar, aiming to achieve efficient detection and accurate monitoring of the surveillance area. The transmitter system uses FMCW (Frequency Continuous Wave) radar technology, and its core is a linear continuous wave signal. In view of the specific needs and characteristics of the unmanned monitoring field, the scheme determination and indicator analysis of the transmitting module were carried out, and the power amplifier and antenna were simulated and designed. On this basis, the structures of the power amplifier and antenna have been effectively improved. Finally, a physical test of the system was conducted, and the results reached the expected transmission power of 7 W, proving that the proposed design solution meets the actual design and application requirements and verifies the feasibility in this field.
Key words : unmanned surveillance;RF front-end;FMCW;high powe

引言

在过去50多年的电磁波理论与技术发展中,雷达和无线电技术取得了显著进展。在二战期间,雷达和无线电技术发挥了重要作用,并在战争末期广泛应用于海军、陆军和空军中[1]。如今,雷达技术不仅应用于军事领域,还在民生领域普遍存在。随着科技和社会的不断发展,雷达技术在医疗、农业、工业生产、海洋探测以及灾害预警等领域的应用日益普及。雷达技术作为无人监控系统中一种重要的感知手段,具有无法替代的作用。雷达发射机作为雷达系统的核心组成部分,对于监控区域的探测效果和系统性能具有关键影响。然而,传统的光学监控摄像机在某些方面存在限制,如在夜间或恶劣天气条件下无法正常工作。为了解决这些问题,研究人员开发了基于红外灯的夜间监控系统,但仍未能解决恶劣天气对监控效果的影响。此外,红外监控技术仍然存在一些局限性,如探测距离较短,且其受到目标表面材料和厚度的影响,对于一些材料较厚或密闭的目标,其穿透能力相对有限,可能无法完全探测到目标内部的情况。这些限制导致无法获取监控对象的全部信息,为未来的安防、交通监控、环境监测以及医疗诊断领域发展和应用带来挑战。因此,研究者们开始关注微波探测技术,希望通过这一技术突破现有的限制,实现更广泛和更准确的监控目标。FMCW雷达的独特之处在于其电信号连续传输,其基本原理是一种被称为线性调频脉冲的信号。这种信号是频率随时间变化的正弦波,在预设频带内发出扫频信号[2-3]。收发端在信号的传播过程中存在传输时延,因此发射信号和接收信号在同一时间点上的频率值会产生差异,形成中频信号。而从中频信号中可提取距离、速度和角度信息。与脉冲雷达相比,FMCW雷达具有分辨率高、频率编码灵活、抗电磁和环境干扰能力以及持续性强等优点,更适用于无人监控场景中对目标的快速响应和准确识别。


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作者信息:

李彦旭,陈星宇

(江苏大学 电气信息工程学院,江苏 镇江 212013)


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