(本文由納雷科技供稿,電子發燒友予以發布。)
新聞和電視中常常聽說戰機被雷達鎖定,只要戰機被一部雷達鎖定,就會有更多的雷達根據已鎖定雷達提供的信息同樣鎖定戰機,所以說一旦被發現基本上是跑不掉的。如果把雷達技術應用到安防領域,去鎖定地面目標,那是什么樣的一種體驗?是否鎖定以后也會跑不掉了呢?這到底又是什么樣的一種技術?
雷達探測目標原理
雷達測距原理
雷達發射天線發射的信號經過空間傳播后到目標點,再由目標反射到雷達接收天線,其傳播時間延遲 , 為目標的距離, 為電磁波在空間中的傳播速度。接收信號經過混頻后可以得到單頻點信號,其頻率表達式為 , 為帶寬, 為調頻周期,通過對接收信號的頻率進行估計,可以得到時間延遲 ,最終可以得到探測目標的距離。
雷達測速原理
由于目標具有一定的速度,就會引起多普勒頻率,其表達式為 ,其中 為目標相對于雷達的徑向速度, 為電磁波波長。通常發射每個脈沖的持續時間 相對較小,相鄰多個脈沖之間可以認為目標的距離未發生變化,由于目標多普勒頻率的存在,使得每次接收到的目標回波頻率的相位具有一定變化,根據其變化規律可以測出目標的多普勒頻率,從而得到目標的速度,下圖給出相鄰4幀目標回波的示意圖。
雷達測角原理
對于遠處(遠場)某一目標,陣列天線中陣元1接收到的目標回波信號和陣元2接收到的目標回波信號相比,陣元2的信號會多傳播一段距離,由于此距離遠遠小于目標的距離,故而只會引起兩個陣元接收信號的相位差。
陣元2中接收到的信號多傳播的路徑長度為 ,其中 為目標角度。該長度需要的傳播時間 ,對于窄帶信號(發射信號帶寬遠小于信號頻率)而言,同一個頻率的時間延遲對應于相位的差別,求解出兩陣元的相位差即可以測量目標的角度 。
納雷科技NSR300WVF產品介紹
納雷科技NSR300WVF:納雷科技雷球聯動是基于毫米波雷達+視覺融合的系統,雷達掃描系統具有主動探測并對區域進行實時掃描,其在探測的同時可將探測目標的位置信息同步傳輸給球機,對鎖定目標進行導引,球機可以在第一時間捕捉被探測目標并對其進行軌跡跟蹤、預測等功能,實現雷球聯動。
NSR300WVF是如何同時鎖定多個目標?
多目標出現在雷達監視區域的情況示意圖如下:
在檢測端會探測到多個目標,并且目標的分布可能隨機出現,有不同的距離,有在同一一距離上不同速度的目標(如圖中的T7和T8),也有在同一距離上不同角度的目標(如T4和T5),當然也有可能在檢測端出現虛假的目標。并且由于是單幀檢測,目標的距離、速度以及角度的真實值和檢測量存在一定的差異,所以不能直接以單次的檢測值作為目標的真實信息。
對于單次檢測的目標信息,需要從點跡到軌跡的匹配過程,將檢測的點‘歸屬’于真實的目標。此過程需要利用檢測的當前信息以及之前的軌跡信息。如下圖所示,藍色點為目標之前移動的軌跡,假設當前檢測到2點N1和N2,通過一定的匹配規則,可以確定N1為此條軌跡的當前檢測點。
由于檢測存在一定的誤差,需要對檢測的目標信息進行平滑濾波,以反應目標的真實軌跡,并且檢測端檢測到的目標并非一定為真實的目標,需要進行一定的判斷。故而檢測的目標個數會遠大于真實輸出的目標個數。
經過檢測、匹配、濾波等信號處理后,可以將真實的目標軌跡呈現在用戶界面上,在雷達的監視區域內,若存在多個目標,由于目標之間的距離、速度或角度信息存在一定的差異,所以可以達到分辨不同目標的能力,理論上雷達可以監視整個區域內任何可分辨目標。實際運用時受限于系統參數設計以及硬件計算時間的問題,雷達的最大目標跟蹤數目會有所降低。
納雷科技NSR300WVF系統構成:
雷達:每秒8次的速度主動發射電磁波束,接收目標反射回波進行探測,獲取目標的方位、距離等信息。 支持最多32個目標同時探測跟蹤的能力,同時雷達支持≥10個目標同步輸出,在最短時間內給出最精確的探測結果, 采用智能算法,能夠主動學習,對目標具有自主分辨能力和環境適應能力。
球機: 通過視覺進行實時跟蹤目標觀察,確定最終可疑目標主動報警
系統軟件:簡單易操作,防區設置,警區實時查看、記錄與回放功能;采用開放式結構,可靈活地擴展為多級聯網方式,提供友好的報警查詢統計、警情顯示、報警內容、解決方法等功能
納雷科技NSR300WVF系統特征
全天候、全天時防護:適應雨雪、霧霾、沙塵、煙等各種惡劣天氣,滿足7x24h實時防護;
主動、立體:雷達主動預警,聯動視頻報警,實時鎖定目標,錄制報警信息,接入控制中心。
智能、可靠、誤報低:采用智能算法,精確偵測,有效過濾晃動樹木、飛鳥等,降低虛警。
簡單易用、開放性、兼容性:系統開放式結構,可靈活擴展接入多種安防平臺。廣泛應用于司法、機場、油田、港口等關鍵應用場景。
關于納雷科技:
納雷科技成立2012年,專注于無人機、安防、汽車、工業等應用領域毫米波雷達研發、生產、銷售,覆蓋24GHz、77GHz、79GHz等頻段,以MIMO體制毫米波雷、認知雷達為主要技術方向,成功開發10款以上毫米波雷達產品,探測距離覆蓋30~450米,安防雷達識別行走人目標85%以上,產品銷往美國、韓國、英國、法國等10多個國家,實現每年3倍的增長,是國內領先的毫米波雷達廠商之一。
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