一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统，涉及雷达CFAR检测技术领域，包括回波信号接收模块、数据预处理模块、信号拼接模块、平方检波模块、二维CFAR检测模块；回波信号接收模块接收回波信号；数据预处理模块对回波信号进行数据预处理；信号拼接模块对处理后的回波信号进行首尾连接；平方检波模块对首尾连接后的回波信号进行平方检波处理；二维CFAR检测模块对平方检波信号进行二维CFAR检测；在二维CFAR检测模块中，参考窗使用的是改进型参考窗。本实用新型专利技术在雷达处理信号数据过程中，能够保障检测结果的准确性，减小虚警和漏判的概率，并且加快检测速度，满足雷达的实时检测。雷达的实时检测。雷达的实时检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统


[0001]本技术涉及雷达CFAR检测
，更具体的说是涉及一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统。

技术介绍

[0002]雷达检测背景由雷达系统噪声、环境噪声、无线电干扰噪声以及各种杂波组成，对杂波的处理效果直接影响雷达的检测性能。杂波抑制方法主要有：脉冲对消法、指数加权法、自适应加权法等，常规杂波处理性能不佳，会出现杂波剩余，比如残留的天线耦合波和随机射频干扰等，这会导致雷达的虚警率极大提高。
[0003]CFAR检测方法是通常用来减小杂波影响的措施，而常规CFAR 检测是在一维上进行处理，由于超宽带雷达的扩展性，雷达回波中的目标特征不是一个单纯的点，不仅在距离单元和时间单元同时存在，还表现为多个单元格的面目标，因此一维GFAR检测方法不能充分利用目标的二维信息。CFAR：恒虚警率，CFAR是Constant False
‑
AlarmRate的缩写。在雷达信号检测中，当外界干扰强度变化时，雷达能自动调整其灵敏度，使雷达的虚警概率保持不变，这种特性称为恒虚警率特性。
[0004]超宽带雷达背景中的噪声、杂波和目标信息是在距离
‑
多普勒二维同时存在，利用待检测单元周围的单元作为参考单元获得背景的包络估计要更有效，于是便有了基于二维的恒虚警检测器(2D
‑
CFAR)。在二维参考单元区域进行噪声估计后，与待检测单元进行比较，如果待检测单元的检测统计量超过门限T，则认为待检测单元是目标单元。r/>[0005]对于传统2D
‑
CFAR检测方法，常见的参考窗为矩形窗，这就引入大量与判决单元不相关的单元，导致计算量增大，检测性能下降。作为改进，直接在距离单元和时间单元上做处理，利用和待检测单元处于同一距离单元和同一时间单元的这些单元作为参考单元，即选择十字窗为参考窗。十字窗的方法将减小计算量，也能充分利用目标的二维信息。
[0006]然而二维十字窗CFAR检测方法存在两个缺点：一是用十字窗形结构，需要积累多道回波信号，检测结果有较长的时延，达不到实时检测的需要；二是在边缘数据的处理上，十字窗检测常常采用忽略的方法，待检测单元处于数据的中间位置，容易忽略处于数据边缘的目标信息，或者在数据的边缘采用减小参考单元的做法，增加了虚警和漏判的概率。
[0007]因此如何在雷达检测过程中，实现海量数据处理的同时，保障检测结果的准确性，减小虚警和漏判的概率，加快检测速度，满足雷达的实时检测，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本技术提供了一种基于超宽带雷达的改进型二维 CFAR检测系统。
[0009]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0010]一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统，用于超宽带雷达检测，尤其是超宽带穿墙雷达。系统包括回波信号接收模块、数据预处理模块、信号拼接模块、平方检波
模块、二维CFAR检测模块；所述回波信号接收模块、数据预处理模块、信号拼接模块、平方检波模块、二维CFAR检测模块依次连接；
[0011]所述回波信号接收模块用于接收回波信号r(x,y)；
[0012]所述数据预处理模块用于对所述回波信号r(x,y)进行数据预处理，得到预处理后的回波信号；
[0013]所述信号拼接模块用于对处理后的回波信号进行首尾连接；
[0014]所述平方检波模块用于对首尾连接后的回波信号进行平方检波处理，得平方检波信号
[0015]所述二维CFAR检测模块用于接收所述平方检波信号对所述平方检波信号进行二维CFAR检测。
[0016]进一步的，所述回波信号接收模块为超宽带雷达的接收天线。
[0017]进一步的，所述信号拼接模块为数据拼接器。
[0018]进一步的，所述平方检波模块为平方检波器。
[0019]进一步的，还包括控制器，所述二维CFAR检测模块包括单元选择子模块、检测门限获取子模块、比较子模块；
[0020]所述二维CFAR检测模块接收所述平方检波信号所述控制器依据改进型参考窗，控制单元选择子模块选取待检测单元、保护单元和参考单元；依据所选择的单元，检测门限获取子模块获取距离维度检测门限T
x
和时间维度检测门限T
y
；比较子模块对所述平方检波信号和距离维度检测门限T
x
、时间维度检测门限T
y
进行比较，得到目标单元。
[0021]进一步的，所述单元选择子模块为数据选择器。
[0022]进一步的，所述比较子模块为比较器。
[0023]进一步的，还包括显示输出模块，用于将二维CFAR检测模块的检测结果在地图上显示。
[0024]进一步的，在二维CFAR检测模块中，参考窗使用的是改进型参考窗，所述改进型参考窗的结构包括
“┫”
型参考窗、
“┝”
型参考窗、
“┯”
型参考窗、
“┷”
型参考窗、
“┛”
型参考窗、
“┕”
型参考窗、
“┍”
型参考窗、
“┑”
型参考窗。
[0025]经由上述的技术方案可知，本技术公开提供了一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0026](1)本技术对传统二维十字型参考窗结构进行了改进，改进型参考窗有
“┫”
型参考窗、
“┛”
型参考窗等，在保证检测效果准确的同时，解决了传统二维十字型参考窗存在的需要积累多道回波信号，检测结果有较长时延等技术问题，能够极大减少检测时间，加快雷达检测速度，满足雷达实时检测的需求。
[0027](2)本技术使用数据拼接器将每道回波信号进行首尾连接，在固定参考单元下能够检测到边缘的目标信号。在相同条件下，在数据中间位置，数据首尾相连得到的目标点与忽略数据想当，虚警以及漏判要远远比减少参考单元和补零方式得到的少。数据首尾相连既能保证检测效果，也能减少虚警和漏判。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0029]图1为本技术的系统结构示意图；
[0030]图2为本技术的一种实施例示意图；
[0031]图3为本技术的另一种实施例示意图；
[0032]图4为本技术一种实施例中
“╋”
型参考窗示意图；
[0033]图5为本技术一种实施例中改进的
“┫”
型参考窗示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统，用于超宽带雷达检测，其特征在于，包括回波信号接收模块、数据预处理模块、信号拼接模块、平方检波模块、二维CFAR检测模块；所述回波信号接收模块、数据预处理模块、信号拼接模块、平方检波模块、二维CFAR检测模块依次连接；所述回波信号接收模块用于接收回波信号r(x,y)；所述数据预处理模块用于对所述回波信号r(x,y)进行数据预处理，得到预处理后的回波信号；所述信号拼接模块用于对处理后的回波信号进行首尾连接；所述平方检波模块用于对首尾连接后的回波信号进行平方检波处理，得平方检波信号所述二维CFAR检测模块用于接收所述平方检波信号对所述平方检波信号进行二维CFAR检测。2.根据权利要求1所述的一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统，其特征在于，所述回波信号接收模块为超宽带雷达的接收天线。3.根据权利要求1所述的一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统，其特征在于，所述信号拼接模块为数据拼接器。4.根据权利要求1所述的一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统，其特征在于，所述平方检波模块为平方检波器。5.根据权利要求1所述的一种基于超宽带雷达的改进型二维CFAR检测系统，其特征在于，还包括控制器，所述二维CFAR检测模块包括单元选择子模块、检测门限获取子模块、比较子模块；所述二维CFAR检测模块接收所述平方检波信号所述控制器依据改进型参考窗，控制所述单元选择子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李震，杨昀，
申请(专利权)人：应急管理部上海消防研究所，
类型：新型
国别省市：