近几年,国内直升机事业快速发展,直升机在我们生活的现代社会中得到了越来越广泛的应用,包括应急救援、抢险救灾、地质勘探等。直升机在执行搜索、救援等任务或者其它紧急的战术任务时,着陆场地可能是临时的、不可预期的,雨、雾、烟尘及各种不可预期的障碍物都会造成直升机驾驶员视线受阻,可能会导致危险的发生。本文研究一种具有一定穿透能力的地面障碍物探测设备,帮助直升机驾驶员对着陆场地进行探测,增强直升机驾驶员对地面状况的感知能力,辅助直升机安全着陆。文章首先对红外、激光、雷达等几种成像方式进行对比研究,研究表明毫米波雷达成像具有全天候工作、穿透力强、受雨雾等外界环境影响小的优点。本文的研究目标是研究一种基于毫米波雷达技术的地面障碍物探测设备。通过对直升机着陆特点和对着陆场地的需求进行分析,明确了雷达的关键技术指标,包括探测距离、扫描范围、距离分辨力等,进一步研究了雷达安装使用环境、工作频段、工作体制及成像需求。之后主要对雷达传感器进行了深入研究,拟使用3mm线性调频波形,研究单脉冲高精度测角技术和距离高分辨技术,制定了伺服系统方案和成像规划,使系统在视线障碍情况下,能够穿透沙尘、雪、雾、雨和烟,对着陆场障碍物完成探测,给飞行员提供实时、准确的着陆场地的三维或二维视图。文章还研究了距离高分辨技术,对线性调频信号、频率步进信号以及线性调频步进信号的特点和工程实现难度进行了对比分析,对高精度测角技术进行了研究,包括振幅法和相位法。在雷达系统设计过程中,AGC控制和天线伺服控制都需要建立一种稳定的输出控制系统,本文对此做了深入研究,建立了一种PID和线性算法相结合的综合算法,经仿真验证和实际验证表明,该算法较好的解决了增益初始响应速度、能量抖动和增益突变之间的矛盾,可以在AGC控制和天线伺服控制中得到很好的应用。方案中的下视雷达系统组成复杂,毫米波器件昂贵,研制周期较长。为提高研制效率,搭建了系统验证平台,包括射频发生、接收及信号数据处理,通过此平台快速对雷达进行了原理验证,完成了雷达探测距离等关键技术的仿真。本文完成了辅助直升机降落的下视雷达的技术方案,着重论述关于雷达传感器部分,搭建了验证平台并完成了雷达系统验证,验证结果表明设计的下视雷达可以完成直升机降落场地障碍物检测,辅助直升机降落,达到了预期研究目标。