多目标环境下跑道异物监测雷达的CFAR检测技术

第40卷第10期 光电工程V ol.40, No.10 2013年10月Opto-Electronic Engineering Oct, 2013

文章编号：1003-501X(2013)10-0042-06

多目标环境下跑道异物监测

雷达的CFAR检测技术

吴静，王洪，于雪莲，汪学刚

( 电子科技大学电子工程学院，成都 611731 )

摘要：强地杂波下的弱固定目标检测是机场跑道异物监测雷达需解决的关键问题之一，传统的恒虚警检测算法在多目标环境下会出现“自屏蔽”效应，不能有效地检测到目标。本文提出了一种剔除平均杂波图恒虚警检测算法，在分析系统特性和跑道环境的基础上，结合调频连续波雷达体制建立了多目标回波信号模型。在剔除若干个样本值后，由余下的样本值估计背景杂波强度，对多次连续扫描测量值作递归滤波处理，获得了平稳的检测门限，有效地检测到了目标。最后，进一步讨论了相关参数对检测性能的影响。

关键词：多目标环境；跑道异物监测雷达；剔除平均杂波图CFAR；递归滤波

中图分类号：TP391 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-501X.2013.10.008 CFAR Detection Method in Multiple Target Environments for

Foreign Object Debris Surveillance Radar

WU Jing，WANG Hong，YU Xuelian，WANG Xuegang

( Department of Electronic Engineering, University of Electronic

Science and Technology of China, Chengdu 611731, China )

Abstract: Detection of weak targets in heavy ground clutter is one of key issues for Foreign Object Debris (FOD) surveillance radar on runways. Because of “Shelf-shielding” effect, traditional CFAR detection algorithms cannot effectively detect targets in multiple target environments. A method of trimmed-mean clutter-map CFAR detection is proposed. First, multiple targets echo model of Frequency Modulation Continue Wave (FMCW) radar based on the scenarios of airport runways and characteristics of radar system is established. Then, the largest samples in referencing cells are removed and mean of remaining samples is the clutter-level estimation. To obtain a stable detection threshold to detect targets, the clutter-map cells are updated scan-by-scan. At last, further analysis of main factors which affects detection performance of this algorithm is studied.

Key words: multiple target environments; FOD surveillance radar; trimmed-mean clutter-map CFAR; recursive filtering

0 引 言

机场跑道异物(Foreign Object Debris，FOD)常指位于跑道上或跑道边缘处的固定小物体。文献[1]指出，目前国内外有关跑道FOD监测系统主要采用雷达监测技术，能全天候实时可靠的检测、定位、识别到目标。文献[2-3]指出跑道长度一般为3 km左右，而FOD目标尺寸一般在5 cm到50 cm之间，雷达的架设高度也因机场安全要求受到限制(一般为2 m)，这就使得由跑道反射回来的杂波信号强度较高，FOD监测雷达应具有在强地杂波下自动检测弱目标的能力。本文着重讨论了在多干扰目标环境下机场跑道FOD监测

收稿日期：2013-05-20；收到修改稿日期：2013-07-09

基金项目：国家自然科学基金重点项目(61139003)；中央高校基本科研业务费项目(ZYGX2012J027)；国家科技支撑计划课题 (2011BAH24B05)；总装预研基金(9140A17020812DZ02197)

作者简介：吴静(1988-)，女(汉族)，安徽安庆人。硕士研究生，主要研究机场跑道异物检测技术。E-mail: wujing1821@https://www.wendangku.net/doc/5a14590720.html,。

https://www.wendangku.net/doc/5a14590720.html,