用于高铁沿线周界入侵物的检测系统及其检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达检测系统及检测方法，具体涉及一种用于高铁沿线周界入侵物的 检测系统及其检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国"一带一路"战略的实施，亚投行的成立，政府必然会引导大批资金投入 到相关产业中。其中，高铁产业必定成为下一波国家发展的领头产业。在这其中，国家主导 的高铁建设项目必定是热点中的热点。
[0003] 应当看到，在新一批的高铁建设项目中，穿越中西部、跨界亚欧大陆桥、连接中亚/ 印度/俄罗斯/乌克兰等地的高铁项目是重点。这些高铁建设项目都面临着一个共同的问 题：安防问题。在这些高铁经过的区域中，大多数都是国际国内的焦点区域。例如，兰新线 (兰州-乌鲁木齐）将会跨越新疆热区。这些区域面临着非常严峻的反恐反爆、安防维稳的 问题。因此，做好这些高铁项目的安防保护，确保高铁的安全运行，是这一轮高铁建设的重 中之重。
[0004] 现有的高铁安防措施主要包括三种：
[0005] 1.光纤振动；
[0006] 2.电子围栏；
[0007] 3.视频监控。
[0008] -般而言，完整的高铁安防系统是三者结合，优势互补。但是，现有的高铁安防措 施存在如下问题：
[0009] 1.误报率高。光纤振动经常会受大风等因素而误报。从现有的光纤振动防护经验 来看，误报率非常高。这一问题在兰新线尤为突出。兰新线穿越的大部分地区都是大风区 域，风力非常高。实际上，高铁运行对于误报率接近零容忍。因为一旦误报后，会影响整个 铁路的运行，波及面极广。
[0010] 2.分辨率差。现有的安防技术往往是分段防务。对于威胁出现区域仅仅只能上报 出现在哪一段（目前为200米一段），而不能精确上报威胁出现的位置。这对于威胁出现后 的处理是极为不利的。
[0011] 3.防卫区域小。对于光纤振动和电子围栏仅仅对布设有这两种设备的区域内有防 卫作用，而视频监控又存在视场小、易受天气干扰等因素。因此，当前安防措施的防卫区域 是非常狭小的。要扩大防卫区域，其建设成本会呈几何级数上增。
[0012] 4.无法做到预警式防卫。因为当前的安防技术无法做到大范围的防卫，因此基本 是在威胁发生时报警，而无法在威胁发生前预警。
[0013] 5.无法做到对空防卫。在过去，主要的破坏活动是通过人翻越高铁两侧的护栏实 施的。但是，随着商用无人机的发展，越来越多的破坏活动将会借助商用无人机进行抛投式 或者突防式破坏。
[0014] 6.成本高。当前安防措施成本约合70万RMB/Km。其中设备成本约40-50万RMB/ Km〇 〇
【发明内容】
[0015] 针对现有技术的不足，本发明公开了一种用于高铁沿线周界入侵物的检测系统及 其检测方法。
[0016] 本发明的技术方案如下：
[0017] 一种用于高铁沿线周界入侵物的检测系统，包括处理单元、中频单元、收发单元和 天线单元；所述处理单元包括第一发射通道和第一接收通道；所述中频单元包括第二发射 通道和第二接收通道；所述中频单元包括第三发射通道和第三接收通道，所述天线单元包 括第四发射通道和第四接收通道；
[0018] 所述第一发射通道包括主控模块，所述主控模块接收远程控制信号，并传输给第 二发射通道；
[0019] 所述第二发射通道包括主控定时模块和DDS模块；所述主控定时模块与所述主控 模块相连接，主控定时模块的两个输出端连接DDS模块和第二接收通道；
[0020] 所述第三发射通道包括倍频链模块、耦合模块和放大器模块；所述倍频链模块的 输入端与所述DDS模块相连接，输出端连接耦合模块，耦合模块的两个输出端分别连接放 大器模块和第三接收通道；
[0021] 所述第四发射通道为发射天线，与所述放大器模块的输出端相连接；所述第四接 收通道的为接收天线，输出端连接第三接收通道；
[0022] 所述第三接收通道包括低噪放混频器模块和AFC滤波放大模块；所述低噪放混频 器模块与所述接收天线相连接，低噪放混频器模块的输出端连接AFC滤波放大模块；
[0023] 所述第二接收通道包括AD采样模块、FFT模块和数据打包模块；所述AD采样模块 连接AFC滤波放大模块，AD采样模块的输出端连接FFT模块的输入端；数据打包模块的两 个输入端分别连接FFT模块的输出端和主控定时模块的输出端，数据打包模块的输出端连 接所述第一接收通道；
[0024] 所述第一接收通道包括MTD模块、杂波图处理模块、目标模块和区域计算模块；所 述MTD模块、杂波图处理模块、目标模块和区域计算模块依次相连接。
[0025] -种使用上述的系统进行高铁沿线周界入侵物检测的方法，包括以下步骤：
[0026] a、所述主控模块接收远程控制信号，并传输给主控定时模块；
[0027] b、所述主控定时模块接收所述主控模块的信号，产生雷达工作所需的帧信号和 PRF信号，并传输给DDS模块；同时所述主控定时模块产生定时信号，传输给第二接收通 道；
[0028] c、所述DDS模块产生中频激励信号并传输给倍频链模块；
[0029] d、所述倍频链模块接收并处理中频激励信号，产生X波段射频信号；
[0030] f、所述耦合模块筛选出X波段射频信号中的主射频信号，并传输至放大器模块； 并产生发射参考信号，传输至向第三接收通道；
[0031] g、所述放大器模块将主射频信号的功率放大；
[0032] h、所述发射天线接收放大器模块所传输的信号并将其向空间固定角度辐射；
[0033] i、所述接收天线接收目标回波信号并传输给低噪放混频器模块；
[0034] j、所述低噪放混频器模块将所接收到目标回波信号和所述发射参考信号进行混 频，产生中频信号；
[0035] k、所述AFC滤波放大模块将中频信号中的零频附近的大信号抑制后，传输给AD采 样模块；
[0036] 1、所述AD采样模块将AFC滤波放大模块所传输来的信号进行采样成为数字信号， 并传输给FFT模块；
[0037] m、所述FFT模块对数字信号进行快速傅里叶变换，并传输给所述数据打包模块；
[0038] n、所述数据打包模块结合定时信号，对经过快速傅里叶变换之后的数字信号进行 打包，并传输给MTD模块；
[0039] 〇、所述MTD模块、杂波图处理模块、目标模块和区域计算模块依次对打包后的信 号进行处理，得到目标的经炜坐标。
[0040] 其进一步的技术方案为：所述FFT模块包括距离向FFT模块以及方位向FFT模块； 所述目标模块包括目标检测模块和目标判决模块；
[0041] 在所述步骤m和步骤η中：
[0042] 距离向FFT模块以及方位向FFT模块对数字信号依次进行距离向的快速傅里叶变 换以及方位向的快速傅里叶变换，得到距离-多普勒二维谱；
[0043] 对距离-多普勒二维谱进行求模，并将求模后的值送入杂波图处理模块，更新杂 波图；所述杂波图为多普勒-距离二维谱上的每一个分辨单元标定一个杂波幅度值；
[0044] 将上述求模后的值送入目标检测模块中进行目标检测，目标检测模块同时调用杂 波图处理模块所输出的杂波图，每一个分辨单元的门限值则由该杂波图上每一个对应单元 的幅度值决定；
[0045]目标检测模块的输出信号传输给目标判决模块，当某一距离环内存在有威胁目标 时，回波幅度将会比没有威胁目标时的强，由此判决有目标。
[0046] 本发明的有益技术效果是：
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