W 檢測(cè)門限;若和的值相等,則從中任意選取一側(cè)作為檢測(cè)門限。
[0027] 從A-CFAR的檢測(cè)原理可以看出,當(dāng)兩側(cè)雜波功率估計(jì)值不相等時(shí),若檢測(cè)單元V 的值與
s中較大的一個(gè)接近,則選取
1作為檢測(cè) 門限,此時(shí)A-CFAR算法等同于G0-CFAR算法;若檢測(cè)單元V的值與
e中 較小的一個(gè)接近,則選取
作為檢測(cè)門限,此時(shí)A-CFAR算法等同于 S0-CFAR算法;當(dāng)兩側(cè)雜波功率估計(jì)相等時(shí),則選取h中任何一個(gè)作為檢 r-v- !=l·
t=l 測(cè)門限,即門限的取值爻
時(shí)A-CFAR算法 等同于CA-CFAR算法。綜上所述,A-CFAR算法可以根據(jù)雜波功率估計(jì)值的大小自適應(yīng)地選 擇最值或均值作為檢測(cè)門限,一方面結(jié)合了傳統(tǒng)CA-CFAR的抗雜波性能,GO-CFAR的抗雜波 邊緣能力和SO-CAFR在多目標(biāo)情況下的適應(yīng)性,能夠極好地結(jié)合應(yīng)用背景;另一方面它比 GO-CFAR與SO-CFAR恒選大和恒選小原則更加靈活。
[0028] 將脈沖壓縮后的結(jié)果輸入恒虛警檢測(cè)模塊,檢測(cè)出超過門限的包括強(qiáng)目標(biāo)和弱目 標(biāo)的回波,從而可以將復(fù)雜背景下單個(gè)或多個(gè)微弱目標(biāo)檢測(cè)出來。這種特性與0FDM信號(hào)的 抗多徑性能相結(jié)合,在城市背景下的應(yīng)用是極具價(jià)值的。
[0029] 步驟四、提取步驟三中檢測(cè)出的目標(biāo)的徑向速度,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)判斷與報(bào)警。
[0030] 利用步驟三將I個(gè)目標(biāo)檢測(cè)出來之后,再從回波中提取第η個(gè)(η= 1,2,…,N, Ν為IEEE802.lip標(biāo)準(zhǔn)下一個(gè)0FDM符號(hào)中的子載波個(gè)數(shù))子載頻上的針對(duì)第i(i= 1, 2, ...,I)個(gè)目標(biāo)的多普勒頻移為,〗,根據(jù)多普勒頻率和目標(biāo)徑向速度的關(guān)系式A,nD = 2f>w/c(fn是第η個(gè)子載頻的中心頻率),可以提取出第i個(gè)目標(biāo)的徑向速度vw(i= 1, 2, ...,I)。所述目標(biāo)的徑向速度指的是目標(biāo)速度矢量在圓形天線陣元圓心與該目標(biāo)連線 上的投影。假設(shè)天線陣元與某個(gè)目標(biāo)的連線和該目標(biāo)速度矢量之間的夾角為αρ(Ρ = 1, 2,該目標(biāo)速度矢量在各天線陣元與該目標(biāo)連線上的投影為νρ(ρ= 1,2, 圓形天線陣元圓心與該目標(biāo)連線和該目標(biāo)速度矢量之間的夾角為α4Μ+1,該目標(biāo)速度矢量 在圓形天線陣元圓心與該目標(biāo)連線上的投影為ν4Μ+1,因?yàn)槟繕?biāo)是遠(yuǎn)場(chǎng)目標(biāo),天線陣元之間 的距離以及圓形陣列半徑相對(duì)于目標(biāo)與天線陣元之間的距離是一個(gè)很小的數(shù),所以αρ(Ρ =1,2,"·,4Μ+1)近似相等,νρ(ρ= 1,2,"·,4Μ+1)也近似相等,因此可以用目標(biāo)速度矢量 在圓形天線陣元圓心與該目標(biāo)連線上的投影^?+1來近似表示目標(biāo)速度矢量在每個(gè)天線陣 元與該目標(biāo)連線上的投影νρ(Ρ= 1,2, 。進(jìn)一步,由于測(cè)量的是低空目標(biāo),目標(biāo)徑向 速度矢量與目標(biāo)速度矢量之間的夾角較小,因此目標(biāo)徑向速度的大小可以近似等于目標(biāo)速 度的大小。
[0031] 低空中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)包括風(fēng)箏、熱氣球、降落傘、慢速飛禽、無人機(jī)、大型猛禽和快速 飛禽等,其中風(fēng)箏屬于超慢速目標(biāo),運(yùn)動(dòng)速度約為〇~4米/秒,熱氣球、降落傘、慢速飛禽 屬于慢速目標(biāo),運(yùn)動(dòng)速度約為5~10米/秒,無人機(jī)和大型猛禽屬于中速目標(biāo),運(yùn)動(dòng)速度約 為50~120米/秒,快速飛禽屬于快速目標(biāo),運(yùn)動(dòng)速度約為200~400米/秒。利用目標(biāo) 的徑向速度可以大致判斷步驟三中檢測(cè)出來的目標(biāo)的類型。
[0032] 這些目標(biāo)中,無人機(jī)最有可能對(duì)低空安全造成威脅,因此可以參考無人機(jī)運(yùn)動(dòng)速 度的區(qū)間來設(shè)立報(bào)警判決門限\ ,判斷提取目標(biāo)的徑向速度是否落入這一區(qū)間。 如果目標(biāo)的徑向速度落入判決門限\ ,可以立即觸發(fā)報(bào)警。
[0033] 但是我們也注意到無人機(jī)的飛行速度與大型猛禽相近,而大型猛禽并非威脅低空 安全的目標(biāo),因此為了避免大型猛禽觸發(fā)報(bào)警,可以對(duì)徑向速度落入事先設(shè)置的判決門限 [\ _,v^aJ中的目標(biāo)作二級(jí)判決,將二者的不同點(diǎn)作為二級(jí)判決的依據(jù):
[0034] (1)相比無人機(jī),大型猛禽的飛行速度變化較大,方向多變,這就導(dǎo)致徑向速度所 決定的多普勒頻移變化劇烈,符合這一特征的目標(biāo)可以懷疑為飛禽;
[0035] (2)鳥類有成群活動(dòng)的特點(diǎn),通過分析CFAR檢測(cè)器一段時(shí)間的輸出結(jié)果,若目標(biāo) 體現(xiàn)為目標(biāo)群的形式基本可以判定為飛禽;
[0036] (3)無人機(jī)一般具有反隱身的特點(diǎn),這就意味著同樣體積的大型飛禽相對(duì)于無人 機(jī)屬于強(qiáng)目標(biāo),若檢測(cè)出的目標(biāo)為強(qiáng)目標(biāo),則該目標(biāo)基本可以判定為大型飛禽。
[0037] 綜上所述,若提取目標(biāo)的徑向速度νηι落入判決門限[Vl_n,\_]區(qū)間,可以立刻 引發(fā)報(bào)警,但是為了避免大型猛禽等非威脅目標(biāo)觸發(fā)報(bào)警,還可以對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行二級(jí)判 決,如果二級(jí)判決的結(jié)果表明檢測(cè)目標(biāo)并非大型猛禽,則該檢測(cè)目標(biāo)將立即引發(fā)報(bào)警,達(dá)到 檢測(cè)目標(biāo)并降低虛預(yù)警的目的。
[0038] 本發(fā)明取得的有益效果為:
[0039] (1) 0FDM移動(dòng)通信是新一代無線通信的體制,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用,無線通信基站覆蓋廣 泛,特別是在城市里基本達(dá)到全覆蓋;0FDM信號(hào)可以應(yīng)用于大部分雷達(dá)體制,尤其應(yīng)用在 被動(dòng)雷達(dá)中具有解調(diào)容易,處理簡(jiǎn)單的特點(diǎn);因此利用0FDM無線通信信號(hào)結(jié)合被動(dòng)雷達(dá)的 體制可以在保證覆蓋范圍的前提下節(jié)約成本,相比于一般的0FDM相位編碼雷達(dá)在系統(tǒng)上 得到了較大的簡(jiǎn)化。
[0040] (2)相比CDMA等信號(hào)0FDM信號(hào)頻譜利用率高,抗多徑性能好,可以節(jié)約頻帶資源 并能得到更好的一維距離像,兼有寬帶的高距離分辨率和窄帶對(duì)低信噪比的適應(yīng)性。
[0041] (3)呈圓形均勻排布的接收陣元相比傳統(tǒng)的均勻線陣探測(cè)精度更高,覆蓋空域更 廣。
[0042] (4)新的A-CFAR算法結(jié)合了傳統(tǒng)CA-CFAR的抗雜波性能,G0-CFAR的抗雜波邊緣 能力和S0-CAFR在多目標(biāo)情況下的適應(yīng)性,通過與瑞利雜波模型相匹配,同時(shí)解決多徑效 應(yīng)下雜波和干擾"淹沒"目標(biāo)的情況,結(jié)合0FDM無線通信信號(hào)良好的抗多徑性能,在城市背 景下的應(yīng)用是極具價(jià)值的。
[0043] 綜上所述,本發(fā)明適合應(yīng)用于0FDM無線通信信號(hào)覆蓋的需要監(jiān)控低空安全的重 點(diǎn)區(qū)域,有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0044] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0045] 圖1為本發(fā)明工作流程示意圖;
[0046] 圖2為實(shí)施例中圓形天線陣列排布俯視圖,其中1表示天線陣元,2表示圓心處的 接收天線,3表示圓周;
[0047] 圖3為本發(fā)明中A-CFAR算法流程圖;
[0048] 圖4為實(shí)施例中目標(biāo)回波的分碼元二級(jí)脈沖壓縮結(jié)果,其中4、5、6分別表示目標(biāo) Ta;^、Tar2、沖壓縮結(jié)果;
[0049] 圖5為實(shí)施例中恒虛警檢測(cè)采用G〇-CFAR、S〇-CAFR、CA-CFAR算法的結(jié)果,其中7、 8、9分別表示目標(biāo)Tarn Tar2、Tar3,10、11、12分別表示依據(jù)G0-CFAR、S0-CAFR、CA-CFAR所 計(jì)算出的門限;
[0050] 圖6為實(shí)施例中恒虛警檢測(cè)采用A-CFAR算法的結(jié)果,其中13、14、15分別表示目 標(biāo)Tar!、Tar2、Tar3;
[0051]圖7為對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行判斷與報(bào)警的流程圖。 具體實(shí)施方案
[0052] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例