《電子技術應用》
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應用于無人監(jiān)控的雷達發(fā)射機的設計與實現(xiàn)
電子技術應用
李彥旭,，陳星宇
江蘇大學 電氣信息工程學院
摘要： 設計了一種用于無人監(jiān)控雷達的發(fā)射機系統(tǒng),，旨在實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域的高效探測和精準監(jiān)測。該發(fā)射機系統(tǒng)采用了FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）雷達技術,，其核心是一種線性連續(xù)信號,。針對無人監(jiān)控領域的特定需求和特點,，對發(fā)射模塊進行了方案確定和指標分析，并仿真設計了功率放大器和天線,。在此基礎上,，對功放和天線的結構進行了有效改進。最后進行了系統(tǒng)的實物測試,，結果達到了預期的7 W發(fā)射功率,，證明提出的設計方案滿足實際的設計應用需求，驗證了其在該領域的可行性,。
中圖分類號：TN957.3 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245432
中文引用格式： 李彥旭,，陳星宇. 應用于無人監(jiān)控的雷達發(fā)射機的設計與實現(xiàn)[J]. 電子技術應用，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

在過去50多年的電磁波理論與技術發(fā)展中,，雷達和無線電技術取得了顯著進展,。在二戰(zhàn)期間,，雷達和無線電技術發(fā)揮了重要作用，并在戰(zhàn)爭末期廣泛應用于海軍,、陸軍和空軍中[1],。如今，雷達技術不僅應用于軍事領域,，還在民生領域普遍存在,。隨著科技和社會的不斷發(fā)展，雷達技術在醫(yī)療,、農(nóng)業(yè),、工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測以及災害預警等領域的應用日益普及,。雷達技術作為無人監(jiān)控系統(tǒng)中一種重要的感知手段,，具有無法替代的作用。雷達發(fā)射機作為雷達系統(tǒng)的核心組成部分,，對于監(jiān)控區(qū)域的探測效果和系統(tǒng)性能具有關鍵影響,。然而，傳統(tǒng)的光學監(jiān)控攝像機在某些方面存在限制,，如在夜間或惡劣天氣條件下無法正常工作,。為了解決這些問題，研究人員開發(fā)了基于紅外燈的夜間監(jiān)控系統(tǒng),，但仍未能解決惡劣天氣對監(jiān)控效果的影響,。此外，紅外監(jiān)控技術仍然存在一些局限性,，如探測距離較短,，且其受到目標表面材料和厚度的影響，對于一些材料較厚或密閉的目標,，其穿透能力相對有限,，可能無法完全探測到目標內(nèi)部的情況。這些限制導致無法獲取監(jiān)控對象的全部信息,，為未來的安防,、交通監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)療診斷領域發(fā)展和應用帶來挑戰(zhàn),。因此，研究者們開始關注微波探測技術,，希望通過這一技術突破現(xiàn)有的限制,，實現(xiàn)更廣泛和更準確的監(jiān)控目標。FMCW雷達的獨特之處在于其電信號連續(xù)傳輸,，其基本原理是一種被稱為線性調(diào)頻脈沖的信號,。這種信號是頻率隨時間變化的正弦波，在預設頻帶內(nèi)發(fā)出掃頻信號[2-3]。收發(fā)端在信號的傳播過程中存在傳輸時延,，因此發(fā)射信號和接收信號在同一時間點上的頻率值會產(chǎn)生差異,，形成中頻信號。而從中頻信號中可提取距離,、速度和角度信息,。與脈沖雷達相比，F(xiàn)MCW雷達具有分辨率高,、頻率編碼靈活,、抗電磁和環(huán)境干擾能力以及持續(xù)性強等優(yōu)點，更適用于無人監(jiān)控場景中對目標的快速響應和準確識別,。


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作者信息：

李彥旭,，陳星宇

（江蘇大學 電氣信息工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）


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