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一種W波段無人機微型SAR系統(tǒng)

丁滿來,  丁赤飚,  唐躒,  王雪梅,  溫智磊,  曲佳萌

丁滿來, 丁赤飚, 唐躒, 王雪梅, 溫智磊, 曲佳萌. 一種W波段無人機微型SAR系統(tǒng)[J]. 電子與信息學(xué)報, 2019, 41(8): 1939-1945. doi: 10.11999/JEIT180946
引用本文: 丁滿來, 丁赤飚, 唐躒, 王雪梅, 溫智磊, 曲佳萌. 一種W波段無人機微型SAR系統(tǒng)[J]. 電子與信息學(xué)報, 2019, 41(8): 1939-1945. doi: 10.11999/JEIT180946
Manlai DING, Chibiao DING, Li TANG, Xuemei WANG, Zhilei WEN, Jiameng QU. A W Band Mini-SAR System for Unmanned Aerial Vehicle[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(8): 1939-1945. doi: 10.11999/JEIT180946
Citation: Manlai DING, Chibiao DING, Li TANG, Xuemei WANG, Zhilei WEN, Jiameng QU. A W Band Mini-SAR System for Unmanned Aerial Vehicle[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(8): 1939-1945. doi: 10.11999/JEIT180946

一種W波段無人機微型SAR系統(tǒng)

doi: 10.11999/JEIT180946
  • 1.

    中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 北京 100190

  • 2.

    微波成像重點實驗室 北京 100190

詳細(xì)信息
    作者簡介:

    丁滿來：男，1982年生，博士，研究方向包括微波毫米波電路與系統(tǒng)、高分辨率合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)、信號與信息處理

    丁赤飚：男，1969年生，研究員，研究方向包括新體制合成孔徑雷達(dá)技術(shù)、空間信息大數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)、芯片化雷達(dá)

    唐躒：男，1988年生，助理研究員，研究方向為微小型雷達(dá)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

    王雪梅：女，1988年生，工程師，研究方向為天線設(shè)計

    溫智磊：男，1988年生，助理研究員，研究方向為微波毫米波電路設(shè)計

    曲佳萌：女，1992年生，助理研究員，研究方向為數(shù)字信號處理

    通訊作者:

    丁赤飚　cbding@mail.ie.ac.cn

  • 中圖分類號: TN955

A W Band Mini-SAR System for Unmanned Aerial Vehicle

  • 1.

    Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

  • 2.

    Science and Technology on Microwave Imaging Laboratory, Beijing 100190, China

  • 摘要: 隨著輕小型無人機(UAV)日益發(fā)展，基于UAV平臺搭載微型SAR系統(tǒng)的探測手段會給信息獲取方式帶來革命性的影響，這也對微型載荷提出了的更高的需求。針對這一需求，該文介紹了一種W波段UAV微型SAR系統(tǒng)，提出了基于鎖相技術(shù)的線性調(diào)頻源的設(shè)計方法，并對毫米波(MMW)介質(zhì)集成波導(dǎo)天線、3維集成、運動補償方法等關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，研制W波段無人機微型SAR系統(tǒng)原理樣機，基于多旋翼無人機平臺開展飛行成像應(yīng)用試驗。研究結(jié)果表明，原理樣機在系統(tǒng)分辨率、體積、重量等方面具有處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，飛行試驗獲得了聚焦效果良好的高信噪比(SNR)圖像。
    Abstract: With the development of light and small Unmanned Aerial Vehicles (UAV), the detection method of Mini SAR based on UAV platform brings a revolutionary impact on information acquisition mode. In this paper, a W-band Mini SAR system for UAV is proposed, including the system design proposal and composition, high linearity analog phase-locked frequency modulation, MilliMeter Wave (MMW) substrate integrated waveguide antenna, 3D integration and motion compensation methods to solve the key problems of Mini SAR. A W-band Mini SAR prototype is developed and the imaging test based on Multi-rotor UAV is proceeded. The results show that the resolution, volume and the weight of Mini SAR prototype is at the industry-leading level. A high SNR imaging with perfect focusing effect is obtained from flight test.
    • HTML全文

  • 圖  1  W波段無人機微型SAR系統(tǒng)方案

    圖  2  微型SAR的NESZ仿真結(jié)果

    圖  3  距離向脈沖壓縮結(jié)果

    圖  4  方位向脈沖壓縮結(jié)果

    圖  6  EBG結(jié)構(gòu)隔離度改善對比圖(圖例邊框)

    圖  5  W波段收發(fā)天線及EBG結(jié)構(gòu)

    圖  7  系統(tǒng)3維集成結(jié)構(gòu)圖

    圖  8  關(guān)鍵部位的熱應(yīng)力仿真

    圖  9  W波段微型SAR樣機

    圖  10  W波段SAR搭載多旋翼無人機

    圖  11  W波段無人機微型SAR試驗結(jié)果

    表  1  系統(tǒng)主要性能指標(biāo)

    參數(shù)名稱指標(biāo)
    載波頻率(GHz)95
    帶寬(GHz)2000
    調(diào)制方式線性調(diào)頻
    調(diào)頻率(MHz·μs)20(可調(diào))
    分辨率(m)0.075
    最大作用距離(m)500
    下載: 導(dǎo)出CSV

    表  2  典型微小型SAR系統(tǒng)核心指標(biāo)對比

    系統(tǒng)名稱工作頻段分辨率(m)重量(kg)
    MicroASAR[14]C0.7502.500
    AMBER[15]X0.1006.000
    NanoSARX1.0000.900
    UAV SAR[16]Ka0.5004.000
    中科院電子所MiniSARKu0.1502.500
    本文W波段無人機SARW0.0750.140
    下載: 導(dǎo)出CSV
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    WANG Yanfei, LIU Chang, and ZHAN Xueli, et al. Technology and applications of UAV synthetic aperture radar system[J]. Journal of Radars, 2016, 5(4): 333–349. doi: 10.12000/JR16089
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  • 加載中
圖(11) / 表(2)
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  • 被引次數(shù): 0
出版歷程
  • 收稿日期:  2018-10-10
  • 修回日期:  2019-03-27
  • 網(wǎng)絡(luò)出版日期:  2019-04-22
  • 刊出日期:  2019-08-01

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