无人机技术的快速发展,给社会带来了更多的便捷,但与之相对,无人机的“黑飞”“乱飞”给监狱、机场、大型集会等等带来了诸多隐患。随着无人机飞行距离越来越远、操作难度越来越低,对无人机的监管需求越来越强。射频检测是在城市复杂环境中对无人机的较好检测手段,其通过无人机与遥控器之间的通信进行无人机的检测。目前,射频检测算法主要针对已知协议的无人机,以WiFi为主,而不依赖WiFi通信的无人机的射频检测,仍处于空白阶段。本文为弥补无人机的射频检测方面的不足,针对全球市场占有率75%以上的大疆无人机设计检测算法,并完成整个检测系统的搭建及测试。本文的主要工作如下:(1)设计基于FPGA和DDR3 SDRAM的无人机射频信号采集系统。针对射频信号速率高、数据量大的特点,为获得连续一段时间的无人机信号,设计基于缓存转发机制的采集装置。在多个AD通道同时进行采样且采样率高达250M的条件下,通过将高速的输入数据缓存到DDR3 SDRAM中,并在存满后以通过以太网以较低速率转发到计算机上,从而在计算机上获得某一连续时间阵列天线接收到的大容量无人机射频信号,为后续的离线特征分析和算法设计提供数据。此过程中需要涉及到光纤、DDR3等接口的设计和各种约束的编写。(2)针对大疆无人机的特点,设计基于方波匹配的无人机检测算法。为增强远距离无人机信号的方波特征,设计特征提取方法,并设计小波多分辨率分析等方法,提高远距离条件下无人机方波的被检测概率。同时,通过阵列信号处理方法,通过波束成形的手段,对不同天线上的信号进行加权后相加,从而增强某个方向接受信号的信噪比;通过将多个波束覆盖整个空域,增强无人机的检测距离。最终实现六百米范围内的无人机检测。(3)设计并实现无人机检测系统。在完成算法的设计后,考虑到算法计算量大、每次计算所需数据多,需要将算法实现到FPGA上,做成流水线结构。需要通过RTL级别的代码,合理分配FPGA资源,设计流水线展开方式,将上述检测算法实现在FPGA上。最终AD接收到的数据从经过波束成形、FFT ip核、特征提取、小波降噪、矩形波匹配等模块,直接输出一个布尔量表示最终的检测结果,且消耗FPGA资源满足合理范围内。