基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于雷达探测技术领域，提供了一种基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置与方法，装置包括泄漏电缆导波雷达、MIMO雷达和中央处理系统；本发明专利技术利用泄漏电缆导波雷达实现防护区域边界的入侵预警，利用多输入多输出（MIMO）雷达实现防护区域内部入侵者的定位跟踪与姿态识别，采用多个混沌脉冲位置宽度调制（CPPWM）信号发生器产生多路彼此正交的CPPWM信号分别作为泄漏电缆导波雷达和MIMO雷达的探测信号，实现了防护区域内部入侵者的检测，以及定位跟踪与姿态识别，具有隐蔽性强、不受环境温度、可见度以及嘈杂振动干扰的优点。可见度以及嘈杂振动干扰的优点。可见度以及嘈杂振动干扰的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置与方法


[0001]本专利技术属于雷达探测
，具体涉及一种基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置与方法。

技术介绍

[0002]入侵探测技术被广泛用于银行、机场、监狱和军事基地等重要机密场所的安全防护，保障人身安全并维护公共财产。现有的入侵探测技术包括激光雷达(IEEE Trans.Instrum.Meas.,Vol.62,p.1174
‑
1182,2013)、光学/热红外摄像机(Proc.IEEE Conf.Comput.Vis.Pattern Recognit.Workshops,p.209
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216,2014)、电子围栏(Proc.2nd Int.Conf.Telecom.Comm.Eng.,p.344
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347,2018)、振动电缆传感器(Proc.IEEE 31st Annu.1997Int.Carnahan Conf.Secur.Technol.,p.25
‑
30,1997)、光纤传感器(Photon.Sensors,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置，其特征在于，包括泄漏电缆导波雷达(1)、MIMO雷达(2)和中央处理系统(3)；所述泄漏电缆导波雷达(1)包括CPPWM双信号发生器(1a)、第一功率放大器(1b)、发射泄漏电缆(1c)、接收泄漏电缆(1d)和第一低噪放大器(1f)；所述MIMO雷达(2)包括多个发射装置和多个接收装置，所述每个发射装置包括CPPWM主信号发生器(2A)、无线同步命令发射器(2D)、第二功率放大器(2B)、发射天线(2C)；每个接收装置包括接收天线(2c)、第二低噪放大器(2b)、CPPWM从信号发生器(2a)、无线同步命令接收器(2d)；所述中央处理系统(3)包括多通道高速混合采样器(3a)和数据处理系统；所述CPPWM双信号发生器(1a)用于产生CPPWM参考信号和CPPWM探测信号，CPPWM探测信号经第一功率放大器(1b)放大后，通过发射泄漏电缆(1c)辐射至防护区域边界，回波信号由接收泄漏电缆(1d)接收再经第一低噪放大器(1f)放大后，和CPPWM参考信号一同进入多通道高速混合采样器(3a)；所述MIMO雷达(2)中，各个发射装置的CPPWM主信号发生器(2A)用于产生CPPWM探测信号并通过无线同步命令发射器(2D)发射同步命令，CPPWM探测信号经第二功率放大器(2B)放大后，通过发射天线(2C)辐射至防护区域内部，回波信号被各个接收装置中的接收天线(2c)接收，并分别经第二低噪放大器(2b)放大后进入多通道高速混合采样器(3a)；无线同步命令接收器(2d)用于接收无线同步命令发射器(2D)发射的同步命令，CPPWM从信号发生器(2a)根据接收的同步命令，产生CPPWM参考信号并发送至多通道高速混合采样器(3a)；所述数据处理系统用于根据所述多通道高速混合采样器(3a)采集的各个泄漏电缆导波雷达(1)和MIMO雷达(2)中的各个回波信号以及对应的CPPWM参考信号，判断入侵状态。2.根据权利要求1所述的一种基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置，其特征在于，数据处理系统包括多核中央处理器(3b)、数据处理模块(3c)和结果显示模块(3d)；多通道高速混合采样器(3a)的信号输出端与多核中央处理器(3b)的一个信号输入端相连接，数据处理模块(3c)的信号输出端与多核中央处理器(3b)的另一个信号输入端相连接，多核中央处理器(3b)的信号输出端与结果显示模块(3d)的信号输入端相连接；所述多核中央处理器(3b)用于控制数据处理模块和结果显示模块的正常运行；所述数据处理模块(3c)用于计算参考和回波数据；所述结果显示模块(3d)用于显示人体入侵位置、入侵轨迹和入侵姿态。3.根据权利要求1所述的一种基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置，其特征在于，所述泄漏电缆导波雷达(1)中，发射泄漏电缆(1c)和接收泄漏电缆(1d)的远端设置有用于消除信号反射的阻抗匹配终端(1e)。4.根据权利要求1所述的一种基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置，其特征在于，所述CPPWM双信号发生器(1a)、CPPWM主信号发生器(2A)、CPPWM从信号发生器(2a)均包括CPPWM信号发生器，所述CPPWM信号发生器包括：Logistic映射器(4)、第一计数器(5)、第二计数器(6)、Tent映射器(7)、第一比较器(8)、第二比较器(9)、脉冲发生器(10)和信号储存输出模块；所述Logistic映射器(4)的输出为X
n+1
＝4(1
‑
X
n
)X
n
，式中，X0表示Logistic映射函数的初值，X
n
表示Logistic映射函数经第n次循环计算后的输出值；第一计数器(5)和Logistic
映射器(4)的输出端与第一比较器(8)连接，Tent映射器(7)的输出为Y
n+1
＝1.99(0.5
‑
|Y
n
‑
0.5|)，式中，Y0表示Tent映射函数的初值，Y
n
表示Tent映射函数经第n次循环计算后的输出值；第二计数器(6)和Tent映射器(7)的输出端与第二比较器(9)连接，第一比较器(8)和第二比较器(9)的输出端与脉冲发生器(10)的输入端连接，分别用于触发脉冲发生器(10)持续输出高电平信号和低电平信号，脉冲发生器(10)输出的高电平信号用于使能控制Tent映射器(7)和第二计数器(6)开始工作，还用于控制Logistic映射器(4)和第一计数器(5)停止工作，并复位第一计数器(5)；脉冲发生器(10)输出的低电平信号，用于使能控制Tent映射器(7)和第二计数器(6)停止工作，并复位第二计数器(6)，还用于使能控制Logistic映射(4)和第一计数器(5)开始工作并更新进入下一状态；脉冲发生器(10)输出的电平信号经信号储存输出模块存储和输出。5.根据权利要求4所述的一种基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置，其特征在于，所述信号储存输出模块包括：串行化器(11)、寄存器(12)、逻辑比较器(13)、写地址计数器(14)、静态随机存取存储器(15)、静态随机存取存储控制器(16)、读地址计数器(17)、串行收发复位控制器(18)、串行收发器(19)、差分输出模块(20)和同步命令识别模块(22)；所述串行化器(11)用于将脉冲发生器(10)输出的低速串行信号转化为并行数据后，传输至寄存器(12)中缓存，逻辑比较器(13)用于对寄存器(12)中的数据按照写入顺序进行提取和逻辑选择后发送至静态随机存取存储控制器(16)，还用于产生一个脉冲时钟信号发送静态随机存取存储控制器(16)和写地址计数器(14)；写地址计数器(14)产生的写地址数据与逻辑比较器(13)发送的脉冲时钟信号和数据配合，使静态随机存取存储控制器(16)将数据写入到静态随机存取存储器(15)中；串行收发复位控制器(18)用于解除串行收发器(19)复位状态，串行收发器(19)用于产生反馈时钟，发送至读地址计数器(17)以及静态随机存取存储控制器(16)，读地址计数器(17)产生的读地址数据与串行收发器(19)发送的反馈时钟配合，使静态随机存取存储控制器(16)将静态随机存取存储器(15)中的数据读出，并写入到串行收发器(19)中，最终串行收发器(19)将数据解串化，并通过差分输出模块(20)输出CPPWM信号。6.根据权利要求5所述的一种基于混合式CPPWM雷达的入侵探测装置，其特征在于，所述CPPWM从信号发生器(2a)还包括同步命令识别模块(22)，所述无线同步命令接收器(2d)的输出端与所述CPPWM从信号发生器(2a)中的同步命令识别模块(22)连接，所述CPPWM从信号发生器(2a)中的串行收发复位控制器(18)用于根据同步命令识别模块(22)发送的同步信号，解除串行收发器...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐航，李颖鑫，范文龙，卫澍恩，刘丽，李静霞，王冰洁，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：