最近的任务之一是在24MHZ毫米波测距的程序中加入恒虚警处理。
毫米波测距原理网络有很多资料,其中程序中使用了调频连续波雷达(FMCW )。
关于原理在博客上有介绍。
主要依据是测量发射波和回波的时间差,根据光速计算距离。
在实际应用中必须考虑多普勒频移对回波的影响。
图中发射波为正负调频FMCW信号,可见多普勒效应下运动目标的回波与静止目标的回波不同。
可知回波输出频率与发送频率相对于线性调频信号Chirp1频率差在零频率附近,在直流去除处理的过程中该频率被去除。
负频率信号不存在多普勒频移抵消的问题,在实践中可以使用不同斜率的负调频信号作为发射波。
如下图所示
根据目标半径距离的多普勒频移与Chirp的频率调制的斜率有关,因为chirp1和chirp2的负频率调制波的斜率不同,对回波的多普勒频移也不同。
基于目标速度的多普勒频移只与目标速度和波长有关。
两者的多普勒频移是相同的。
如果两者的多普勒频移存在差异,则目标移动速度引起的多普勒频移被消除,差异只与斜率和波长相关。 得到以下公式
结果,相对于目标距离的回波延迟
如果c是光速,就可以求出距离r。
接下来是APP事件的恒虚警处理
常见的恒虚警处理(CFAR )包括
平均类CFAR,例如,单元平均CA_CFAR、单元平均GO_CFAR、单元平均取曾经的可乐_CFAR。
秩序统计类CFAR,例如秩序统计OS_CFAR。
噪声图法。
其中,排名统计类需要排序,中奖通知窗口越大计算量越大,不利于程序的实时性,因此别无选择。
CA_CFAR有利于简单实现,效果的好坏受噪声类型的影响。
本系统中的恒虚警处理是CA_CFAR单元平均恒虚警处理,对于CA_CFAR,平均虚警概率和噪声功率Paf的大小无关,仅与判定单元附近的样本数n和阈值系数a相关,判定阈值t表示如下
CA_CFAR的检测框图如下。
图中d为被测单元,由于靶功率可能漏入相邻单元,与靶相邻的几个单元不作为背景杂波估计,作为保护单元p。
这样选定窗口大小n,可以用设定的假警报概率Paf求出阈值系数a。
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