;考虑杂波类型为陆地杂波，相应的杂波 系数σ。记为-IOdB。
[0174] 接下来，即可根据模拟的场景设定雷达系统的仿真参数，具体参数设置如下：
[0175] 根据所述的场景模拟，设定LFMCW信号体制的微波栅栏雷达装置的相关参数选择 如下：
[0176] 天线：记天线的波束宽度为1 °，扫描方式为机械扫描，相应的扫描周期为24r. m. p，即扫描一周的时间为2. 5s。
[0177] 发射机：记发射信号的载波起始频率f。= 26GHz ;假定要求的距离分辨力为一个 车长1，则由距离分辨力决定的信号调频带宽为B = 30MHz ;假定要求的第一盲速值要高于 30m/s，则由此选择信号调频周期T = 100us。
[0178] 接收机：由预警距离得到其相对于发射信号的延时τ raf= 50us ;考虑到陶瓷滤波 器的大规模生产，选择本振信号载波起始频率高于发射信号载波起始频率一个带通滤波器 的中心频率，即f IF= 10. 7MHz。
[0179] 波形产生器：DDS2-1输出起始频率为10MHz，带宽为30MHz的LFMCW信号；DDS7-1 输出起始频率为20. 7MHz，带宽同样为30MHz的LFMCW信号；二者的时宽均为T = IOOus ;高 频产生器产生的信号频率为25. 99GHz。
[0180] 信号处理机：记一个CPI (相参处理间隔）内的周期数为M = 32,所需初始化的周 期数目为1，A/D采样率为fs= 50MHz，单位周期内的信号采样点数N = 5000,抽取的倍数 D = 20,输入信噪比为SNR = -10dB。
[0181] 接下来，将根据设置的参数对模拟的场景做进一步验证。具体仿真验证如下：
[0182] 为了说明所述独立本振结构相对于自差拍结构在进行远距离快速运动目标检测 的优势，本例从中频输出信噪比（即带通滤波器的输出信噪比）改善和目标运动方判别两 个角度加以说明。
[0183] 设定目标参数如下：目标1相对于雷达的视线距离为R。= 7350m，且以20m/s的速 度向栅栏区域入侵；目标2与目标1处于同一距离单元，且以15m/s的速度远离栅栏。
[0184] 首先分析中频输出信噪比：假定独立本振结构与自差拍结构下发射机的发射功率 相同，则在自差拍结构下，单位周期的有效接收时间L= T- τ。;而在独立本振结构下，单 位周期的有效接收时间Te2= T+ τ。- τ raf;如附图9所示，其中S Jf)、SJf)，Sb(f)分别表 示本振信号、回波信号与基带信号的频域表示。代入T=100us，T raf=50us，τ。=〗!?。/ c = 49us，得到独立本振结构下信号的有效接收时间近似为自差拍结构下的2倍，因此会带 来约3dB的中频信噪比改善。
[0185] 接下来分析对目标运动方向的判别：由于自差拍结构采用单通道处理，无法区分 出目标的正负，会同时检测到20m/s与15m/s的运动目标，从而对15m/s的远离目标造成虚 警；而本发明在独立本振结构下采用DDC技术得到基带复指数信号，可以实现对目标运动 方向的区分，附图10给出了所述独立本振结构下采用DDC技术进行2D-FFT运算的检测效 果，并以杂波幅度作为基准进行归一化处理。可以看出，本发明能够区分出20m/s的入侵目 标与15m/s的远离目标，从而避免远离栅栏处的目标对系统造成虚警；并且从图中可以判 断目标入侵到栅栏距离范围以内，其速度为20. 28m/s，距离为7349m，与设定相吻合；图中 的杂波可以通过本发明所述的MTI技术滤除，MTI的效果将在实施例2中体现。
[0186] 实施例2 :
[0187] 机场监视系统采用本微波栅栏雷达防止非法目标闯入，值得注意的是，本发明所 述的微波栅栏雷达除了能够实现对远距离快速入侵目标的有效检测，还可以灵活控制本振 信号相对于发射信号的延时实现已有周界检测雷达的功能，本例从机场监视的需求出发， 验证本发明在机场监视领域防止非法人员入侵的有效性。
[0188] 这里，基于实施例1所述的双天线结构，本例给出了所述微波栅栏雷达装置的另 一种实现结构，如附图11所示，该图相对于附图4,将收发天线合二为一，用环形器取代图4 中的接收天线。
[0189] 发射时，控制器向发射信号产生器写入频率控制字使其产生所需的LFMCW信号， 产生的LFMCW信号在环形器的控制下经由天线发射出去；接收时，天线接收到回波信号同 样经过环形器输入到低噪声放大器中，低噪声放大器将接收到的回波信号进行放大。其余 系统部件功能及信号流向仍如实施例1所示，此处不再赘述。
[0190] 在信号产生方面，本例给出了一种锁相倍频的实现方式，如附图12所示。发射信 号产生器包括直接频率合成器C和倍频锁相环C，本振信号产生器包括直接频率合成器D和 倍频锁相环D，直接频率合成器C和直接频率合成器D由时钟管理器提供时钟，且直接频率 合成器C和直接频率合成器D分别通过控制器发出的不同频率控制字进行控制，直接频率 合成器C产生的信号经倍频锁相环C倍频后，得到发射信号；直接频率合成器D产生的信号 经倍频锁相环D倍频后，得到本振信号。
[0191] 具体而言，控制器分别向直接频率合成器C写入频率控制字1、向直接频率合成器 D延时写入频率控制字2,写入频率控制字2相对于写入频率控制字1的延时即是本振信号 相对于发射信号的延时；同时，频率控制字2控制直接频率合成器D产生的信号在经过倍频 锁相环D倍频后，相对于频率控制字1控制直接频率合成器C产生的信号经过倍频锁相环C 倍频后，要高于（也可以是低于，这里以高于为例）其载波起始频率一个固定的频率，该频 率即为带通滤波器的中心频率，从而满足前文所述的本振信号与发射信号在时间与频率上 的相对关系。
[0192] 场景设置及参数设置：
[0193] 这里，场景参数设置如下：设定其栅栏边界的检测区域为400m~600m ;非法入侵 目标的速度范围V = 5m/s ;入侵人员的雷达散射截面积RCS在ISM频段下为σ _= 〇. 8m2; 考虑杂波类型为陆地杂波，相应的杂波系数σ c记为-l〇dB。
[0194] 系统参数设置如下，
[0195] 接收机：本振信号相对于发射信号的延时根据预警距离变为τ raf= 4us。
[0196] 波形产生器：DDS2-1输出起始频率为260MHz，终止频率为260. 3MHz的LFMCW信 号；DDS7-1输出起始频率为260. 107MHz，终止频率为260. 407MHz的LFMCW信号；二者的时 宽均为T = IOOus ;倍频锁相环的倍频数G = 100。
[0197] 信号处理机：输入信噪比为OdB，其余系统各部件的参数仍如实施例1所示。
[0198] 仿真验证
[0199] 这里，直接给出采用本发明所述独立本振结构装置以及结合DDC、MTI与2D-FFT技 术的信号处理方法对距离雷达视线为500m入侵目标的检测结果，如附图13所示，以信号幅 度作为归一化的基准，得到目标的入侵距离为499m，速度为4. 958m/s，与设定吻合，从而验 证了本发明所述的装置及方法具有现有周界检测雷达的功能。
[0200] 本发明克服了现有周界技术进行远距离快速入侵目标检测时困难，通过独立控制 产生本振信号避免了中频回波信号功率的损失；同时通过所述算法避免远离栅栏处目标造 成的虚警。提高了微波栅栏雷达的检测性能。
[0201] 本发明中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行 的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM)、内存、只读存储 器（ROM)、电可编程R0M、电可擦除可编程R0M、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领 域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0202] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依 据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种微波栅栏雷达装置，其特征在于：包括时钟管理器、信号收发单元、数字信号处 理器、控制器以及报警信息输出接口，所述时钟管理器为信号收发单元、数字信号处理器、 控制器提供时钟，所述信号收发单元用于产生发射信号和本振信号，并对信号进行处理，经 处理后的信号输入到数字信号处理器，控制器读取数字信号处理器处理后的结果，并根据 处理结果判断是否指示报警信息输出接口输出报警信息。2. 根据权利要求1所述的一种微波栅栏雷达装置，其特征在于：所述信号收发单元包 括发射部分和接收部分，所述发射部分包括发射信号产生器和发射天线，发射信号产生器 用于产生发射信号，并通过发射天线将发射信号发射出去；所述接收部分包括本振信号产 生器、接收天线、低噪声放大器、混频器、带通滤波器、放大器以及A/D转换器，接