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专利名称：一种超宽带雷达护栏监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超宽带雷达护栏监控系统，属于无线通信技术领域。
背景技术：
视频或者红外监控系统等传统监控系统受环境因素影响明显，在亮度较低和有雾天气时和有树林遮挡的情况下都无法有效工作，而且存在很多监控错漏区域。对于红外系统，如果气温较高或者周围有热源，工作非常不稳定，而且红外系统无法分辨人和小动物，常常导致误判从而误报警。涉及一种不受天气、光线、气温的影响，可以24小时全天候工作。而且雷达射频可以穿透树林和浓雾进行工作的雷达监控系统将有助于解决传统监控系统所存在的问题。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种超宽带雷达护栏系统。本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案一种超宽带雷达护栏监控系统包括若干超宽带雷达，每个超宽带雷达包括UWB射频收发模块和主控制器�？椋琔ffB射频收发�？橛胫骺刂破髂？榱樱凰鯱WB射频收发�？榘ù砥�、数字基带�？�、模拟量前端�？�、脉冲触发器、功率放大器、带通滤波器和低噪声放大器�？�、发射接收转换器；其中处理器的输出端、模拟量前端�？榈牡谝欢�、脉冲触发电路的输入端、发射接收转换器的通信端分别与数字基带�？榱樱龀宕シ⒌缏返氖涑龆擞牍β史糯笃鞯氖淙攵肆樱β史糯笃鞯氖涑龆擞敕⑸浣邮兆黄鞯氖淙攵肆樱⑸浣邮兆黄鞯氖涑龆擞氪瞬ㄆ骱偷驮肷糯笃鞯氖淙攵肆樱瞬ㄆ骱偷驮肷糯笃髂？榈氖涑龆擞肽Ｄ饬壳岸说牡诙肆印Ｋ龀泶状锘だ讣嗫叵低持校泶状锘拱üδ苤甘灸？�、PC机，功能指示模块、PC机分别与主控制器连接。本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果超宽带雷达护栏监控系统具有在高度多径和高杂波环境下的优异的抗干扰性能、体积小、功耗低、成本低的特点。超宽带雷达监控系统不受天气、光线、气温的影响，可以24小时全天候工作。而且雷达射频可以穿透树林和浓雾进行工作。

图I为超宽带雷达的的示意图。图2为UWB射频收发�？榈氖疽馔�。图3为利用超宽带雷达护栏监控系统定位的方法流程图。
具体实施方式

以下结合附图对实用新型的技术方案进行详细说明超宽带雷达护栏监控系统，包括若干超宽带雷达。每个超宽带雷达如图I所示包括UWB射频收发�？�、主控制器模块、功能指示�？�、PC机，UWB射频收发�？�、功能指示�？�、PC机分别与主控制器�？榱�。功能指示�？橛糜诒硎境泶状锏墓ぷ髯刺�、数据收发状态、电源工作状态、数据融合状态；PC机用于控制超宽带雷达的工作状态、设置超宽带雷达的工作参数、图形化表现超宽带雷达的探测结果。 UffB射频收发�？槿缤�2所示包括处理器、数字基带�？�、模拟量前端�？�、脉冲触发电路、功率放大器、发射接受转换器、带通滤波器和低噪声放大器、发射天线以及接收天线。处理器的输出端、模拟量前端�？榈牡谝欢�、脉冲触发电路的输入端、发射接收转换器的通信端分别与数字基带�？榱樱龀宕シ⒌缏返氖涑龆擞牍β史糯笃鞯氖淙攵肆樱β史糯笃鞯氖涑龆擞敕⑸浣邮兆黄鞯氖淙攵肆樱⑸浣邮兆黄鞯氖涑龆擞氪瞬ㄆ骱偷驮肷糯笃鞯氖淙攵肆樱瞬ㄆ骱偷驮肷糯笃髂？榈氖涑龆擞肽Ｄ饬壳岸说牡诙肆�。UffB射频收发�？榈墓ぷ髟砦龀宕シ⒌缏方邮盏绞只？榈穆龀寮し⑿藕藕笾馗捶⑺统泶シ⒙龀澹泶シ⒙龀寰β史糯笃鞣糯蠛蟮玫経WB发射信号；UWB发射信号进入发射接受转换器；发射接收转换器切换至发射器状态后将UWB发射信号发送至发射天线，同时发射接收转换器�？橄蚴只？榉⑺褪莘⑸渥刺畔ⅲ籙WB发射信号经发射天线发射出去，此时UWB射频收发�？橥瓿煞⑸淅状镄藕诺墓δ�。当UWB发射信号扫描到扰动源时产生回波信号，回波信号经接收天线进入发射接受转换器；发射接收转换器切换至接收器状态后将回波信号发送至带通滤波器和低噪声放大器，同时发射接收转换器模块向数字基带�？榉⑺褪萁邮兆刺畔ⅲ淮瞬ㄆ骱偷驮肷糯笃鞫曰夭ㄐ藕怕瞬ǚ糯蠛蟮玫経WB接收信号，模拟量前端�？榻邮誙WB接收信号(UWB接收信号为模拟信号)后通过数字基带�？榉⑺椭链砥鳎砥鹘玌WB接收信号转换为数字信号。数字基带�？橐部梢韵蚰Ｄ饬壳岸四？榉⑺湍Ｄ庑藕�。本实用新型中的数字基带�？椴捎昧薋PGA芯片实现。如图3所示，利用超宽带雷达护栏监控系统定位扰动源的方法包括如下步骤步骤I，部署超宽带雷达护栏监控系统在需要被保护的区域周围每隔25 30米(树林中)或者60米(开阔地带)部署超宽带雷达的信号收发器(即为UWB射频收发�？�)作为护栏“栏柱”。步骤2，建立实验数据库，根据数据库个涉及参数的取值确定数字模型，数据库包括设计参数射频发射功率〈=O. 05晕瓦射频带宽>=2GHz中心频率大约为4. 3GHz栏柱间距开阔地带〈=60米,树林中〈=25米定位精度平均20 30厘米最大更新速率20KHz探测范围人员走动80米\人员爬行40米\车辆行进80米[0027]工作温度零下20摄氏度到55摄氏度信道数量一般7个，可以更多。步骤3-1，每个超宽带雷达中的UWB射频收发模块重复发射超宽带脉冲形成的UWB发射信号扫描被保护区域内，在发现扰动源时超宽带雷达中的UWB射频收发�？榻邮栈夭�
信号步骤3-2，超宽带雷达 中的主控制器�？楦萋龀宸⑸涫奔浜褪盏交夭ㄐ藕攀奔浼扑闳哦从氤泶状锏木嗬耄徊街�3-3，PC机控制主控制器�？槎匀哦闯上瘢⒈冉蟄WB发射信号参数、UffB接收信号参数、数字模型，最终确定扰动源的类型；其中UWB发射信号参数包括UWB发射信号到达扰动源的时间，UffB发射信号角度，UWB发射信号强度；回波信号参数包括回波信号到达超宽带雷达的时间，回波信号角度，回波信号强度，UffB发射信号参数以电磁波的形式随着UWB发射信号发射，回波信号参数以电磁波的形式随着回波信号接收；步骤4，根据扰动源周围η个超宽带雷达测得的距离，采用三边定位法确定扰动源的位置，在采用线性最小二乘解算法或者几何求解法或者最优递推估算求解法精确计算扰动源的位置，η为大于等于3的正整数。采用三边定位法时，以超宽带雷达为中心，超宽带雷达到扰动源的距离为半径得到三个圆。在超宽带雷达测距无误时，三个圆的交点极为扰动源的位置；在超宽带雷达测距有误时，通过线性最小二乘解算法或者几何求解法或者最优递推估算求解法较小误差，使三个圆相交于一点，这一点即为扰动源位置。雷达发现动态目标后，在特定的时间和地点，触发特定的事件，如进行报警等。如果在需要被保护的区域周围每隔25 30米(树林中)或者60米(开阔地带)部署雷达信号收发器作为护栏“栏柱”，这些“栏柱”形成一个隐形的“护栏”。当有运动物体靠近时，无论运动方向是沿着“围栏”(切向)还是试图跨越围栏(法向)，运动都会被雷达捕捉到，并且在监控屏上显示出来。监控屏还可以实时显示运动物体在哪两根“栏柱”之间移动或者试图跨越哪两根“栏柱”组成的“隐形栅栏”。实际部署时还可以把雷达装置伪装或者隐藏起来从而不引人注意。我们可以把超宽带雷达监控系统和其它监控系统，例如视频监控系统联动起来，把运动物体的位置实时报告给摄像监控系统，引导摄像头对运动物体进行摄像跟踪，从而加强跟踪效果。多种不同类型和原理的监控系统联动安装，可以相互印证，减少误报。可见，本实用新型所涉及的超宽带雷达监控系统具有抗干扰性能强、体积小、功耗低、成本低的优点，同时不受天气、光线、气温的影响，雷达射频可以穿透树林和浓雾进行工作。利用所述超宽带雷达监控系统定位扰动源的方法可以精确定位扰动源的位置，减少误报。
权利要求1.ー种超宽带雷达护栏监控系统，其特征在于包括若干超宽带雷达，每个超宽带雷达包括UWB射频收发�？楹椭骺刂破髂？椋琔ffB射频收发模块与主控制器�？榱樱� 所述UWB射频收发�？榘ù砥�、数字基带�？�、模拟量前端�？�、 脉冲触发器、功率放大器、带通滤波器和低噪声放大器�？�、发射接收转换器；其中处理器的输出端、模拟量前端�？榈牡谝欢�、脉冲触发电路的输入端、发射接收转换器的通信端分别与数字基带�？榱樱龀宕シ⒌缏返氖涑龆擞牍β史糯笃鞯氖淙攵肆樱β史糯笃鞯氖涑龆擞敕⑸浣邮兆黄鞯氖淙攵肆樱⑸浣邮兆黄鞯氖涑龆擞氪瞬ㄆ骱偷驮肷糯笃鞯氖淙攵肆樱瞬ㄆ骱偷驮肷糯笃髂？榈氖涑龆擞肽Ｄ饬壳岸说� 第二端连接。
2.根据权利要求I所述的超宽带雷达护栏监控系统，其特征在于所述的超宽带雷达还包括功能指示�？�、PC机，功能指示�？�、PC机分别与主控制器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种超宽带雷达护栏监控系统，属于无线通信技术领域。所述超宽带雷达监控系统包括若干超宽带雷达，每个超宽带雷达包括UWB射频收发�？楹椭骺刂破髂？�。UWB射频收发模块中的发射接收转换器使得UWB射频收发�？樵诜⑸淦骱徒邮掌髦渥唬蚧死状锏纳杓啤WB射频收发�？橹馗捶⑺统泶龀寮跣×嘶肪吃硬ㄒ约暗绱鸥扇诺挠跋�。所述超宽带雷达护栏监控系统具有抗干扰性能强、体积小、功耗低、成本低的优点，同时不受天气、光线、气温的影响，雷达射频可以穿透树林和浓雾进行工作。
文档编号G01S13/08GK202421498SQ201120558799
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者姚嵘, 程玉才, 陈涛 申请人:姚嵘, 程玉才, 陈涛