77 GHz 近程雷达CFAR 算法研究*
2021-10-03崔恒荣
杨 威,崔恒荣
(东华大学,上海 201620)
0 引言
近程探测雷达的应用已经深入到军事、民用和汽车等领域的各个方面,如机场跑道异物(Foreign Object Debris,FOD)[1]检测和汽车防撞雷达[2-3]。相比于传统的激光、超声波和摄像头等技术,毫米波雷达系统在复杂天气适应性、分辨率和作用距离上有了很大的突破。近程雷达的自动检测主要依靠雷达技术和图像识别技术来实现,由于所处环境杂波复杂且相对目标较强,因此需要使用恒虚警(Constant False Alarm Rate,CFAR)检测技术来保证有效的检测性能。毫米波雷达检测系统主要采用毫米波调频连续波(Frequency Modulate Continuous Wave,FMCW)雷达,主要利用了其高距离分辨率和高精度的优点。本文主要涉及近程雷达静态FOD 检测。
CFAR 算法中最具代表性的是单元平均恒虚警检测(Cell-Average CFAR,CA-CFAR),是利用待检测单元的相邻单元来估计背景杂波的功率并计算出检测门限值[4]。现有很多CFAR 检测算法的研究都是通过仿真来实现[5-8],但通过实测数据进行的研究较少。文献[7]使用MATLAB 仿真来改进CA-CFAR 算法,并通过尖峰值来处理杂波边缘实现在非均匀环境下的多目标检测。文献[9]从仿真和实测的角度研究了外辐射源雷达的CFAR 检测算法,将实际操作过程中的各种客观因素与仿真相结合来分析。然而,实际工程应用中,并不能直接对得到的雷达的回波信号进行CFAR 检测分析。具体地,对于本文使用的FMCW 雷达而言,需要对本振泄漏进行预处理。
本文通过对测得的回波信号进行相参积累来消除噪声,并利用对消技术消除泄露信号还原出目标信号。……
