[发明专利]微型安防雷达监控系统

权利要求书

1.一种微型安防雷达监控系统，包括微型雷达和服务器，其特征是，雷达包括收发单元、信号处理单元和数据处理单元；信号处理单元和数据处理单元之间通过串口进行通信；数据处理单元与服务器之间通过网络进行通信；

收发单元通过天线发射和接收调频连续波信号，接收到的信号通过低噪声放大器进行放大后，与本振信号进行混频得到中频信号，中频信号经过滤波器滤波后，进行ADC采样得到数字中频信号，再送给信号处理单元进行后续的信号处理；

信号处理单元是基于大规模集成性、高速的可编程数字信号处理DSP芯片实现的，信号处理单元实现上述中频信号的信号处理，对其依次进行距离维FFT、多普勒维FFT、天线阵元维FFT，得到各个采样点的距离、径向速度和方位信息；同时经过多普勒维和距离维的CFAR，滤除多普勒维和距离维的杂波和噪声，检测出其中的目标，得到包含距离、方位、径向速度、幅度等信息的目标点迹信息；信号处理单元将此目标点迹信息通过串口发送给数据处理单元；

数据处理单元是基于CPU的平台实现的，数据处理单元将收到的点迹信息经过DBSCAN算法进行目标聚堆处理以滤除杂波后，再进行目标跟踪处理，以得到目标的位置信息和航向航速等运动信息，之后再将目标的位置和运动信息通过网络汇报给服务器；

服务器根据数据处理单元的信息实现目标航迹信息的显示、汇算及报警，同时控制视频监控单元对设定区域实时抓拍近景特写，实现设定区域的精准安防监控。

2.根据权利要求1所述的微型安防雷达监控系统，其特征是，收发单元采用两根微带发射天线，四根微带接收天线，两根发射天线交替发射调频连续波信号，四根接收天线同时接收反射回来的调频连续波信号，接收到的四路信号同时进行处理，先经过低噪声放大器放大后，再与本振信号进行混频得到中频信号；中频信号经过滤波以后，进行ADC采样，同时得到四路数字化的中频信号；该中频信号是复信号，实部和虚部各16bit，每路信号包含256个采样点，采样率为5500k；每个脉冲重复周期内发射32对脉冲。

3.根据权利要求2所述的微型安防雷达监控系统，其特征是，信号处理单元实现上述中频信号的信号处理，包括距离维、多普勒维、天线阵元维三个维度的FFT，以及多普勒维、距离维两个维度的CFAR，具体是：

首先，每个脉冲发射期间，对当前脉冲的接收信号进行ADC采样，同时，对前一个发射脉冲的采样点进行距离维FFT，经过汇算得到各个采样点的距离信息。每个脉冲都重复上述操作，并存储处理后的数据，直至当前脉冲重复周期内的所有脉冲都发射完成，并且距离维的FFT及汇算完成；

然后，在脉冲停止发射期间，对不同发射脉冲间、同一距离单元上的采样点进行多普勒维的FFT，得到各点的多普勒信息，再经过汇算，可以得到各点的径向速度；对于多根虚拟天线多普勒维FFT的结果取模，进行相参积累；之后对相参积累后的信息进行多普勒维CFAR，滤除多普勒维的杂波和噪声，得到多普勒维过门限的目标点；在此基础上，再进行距离维的CFAR，滤除距离维的杂波和噪声，挑选出距离维和多普勒维同时过门限的目标点；另外，由于一根天线发射后，四根天线同时接收，因此可以对同一距离、同一多普勒通道的不同接收天线间的信号进行天线阵元维的FFT，再经过汇算可以得到目标点的方位信息；至此，得到了包含距离、方位、径向速度、幅度信息的目标点迹；信号处理单元将此目标点迹信息通过串口发送给数据处理单元，由数据处理单元实现后续的数据处理。

4.根据权利要求3所述的微型安防雷达监控系统，其特征是，数据处理单元首先将收到的点迹通过基于密度的聚类算法，即DBSCAN算法，剔除杂波点，将出现概率较高的点迹保留下来，并且进行幅度加权，得到新的点迹信息；然后，经过航迹建立、数据关联、航迹更新、航迹预测等处理后得到包含距离、方位、航向、航速等位置和运动态势信息的目标航迹信息，并将其通过网络上报给服务器；由服务器实现目标航迹信息的显示，以及人员或者车辆进入或离开设定区域的汇算及报警；其中，数据关联采用局部最近邻算法，航迹更新采用α-β滤波器进行航迹平滑。