用于无人机精确垂直着陆射频系统的三角形相移检测器

本文提出了一种基于对从着陆点发射的单频信号进行三相移检测的无人机精确垂直着陆电路。该电路可被视为一种新型导航传感器，用于辅助在特定地点着陆时的制导修正。该电路有三个输入端，来自位于着陆点的振荡器发射的信号以不同的延迟到达这三个输入端。输入信号在通过 3 dB@90° 混合耦合器后，在三个模拟相位检测器中成对组合，该耦合器保证了理论上无模糊的 +-90 度相移范围。每个输出端的电压与各输入信号之间的相移成正比，而相移又取决于相对于着陆点的位置。本文提出了一种基于相移值的简单着陆算法，该算法可集成到同一飞行控制平台中，从而避免了增加额外处理组件的需要。为了证明所提设计的可行性，我们使用商用器件实现了一个三角形相移检测器原型。在 2.46 GHz 下的校准与测量显示，其动态范围为 30 dB，在最坏情况下的无模糊检测范围为 +-80 度。这些规格使我们能够在着陆机动过程中在一个倒置圆锥内跟踪无人机，该圆锥由一个在 10m 高度处半径为 +-4.19 m 的表面和着陆点构成。