基于漏纜的周界入侵探測系統(tǒng)具有安全隱蔽、可隨形敷設(shè)、全方位警戒、全天候工作等優(yōu)勢,近年來安防領(lǐng)域?qū)ζ湫枨笤絹碓狡惹�。隨著科學(xué)技術(shù)、軟硬件資源的不斷更新,迫切需要運用新方法、新技術(shù)來解決基于漏纜的周界入侵探測系統(tǒng)相關(guān)新型傳感器設(shè)計、微擾信號檢測、探測系統(tǒng)設(shè)計和高精度定位算法等方面的關(guān)鍵技術(shù)。論文結(jié)合“基于漏泄同軸電纜的周界入侵探測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”等項目,深入系統(tǒng)地研究了基于漏纜的周界入侵探測方法以及系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn),主要研究工作和創(chuàng)新成果如下:1.提出了基于漏纜的傳感器設(shè)計方法及多模式定位技術(shù),解決了漏纜傳感器設(shè)計、探測信號優(yōu)選等方面的問題。基于漏纜基礎(chǔ)理論,構(gòu)建漏纜參數(shù)模型,設(shè)計了VHF頻段的新型漏纜傳感器,仿真與實測結(jié)果表明提出的傳感器設(shè)計方法實現(xiàn)了142MHz單模輻射帶寬、傳輸衰減低至0.75dB/100m、耦合損耗小,傳輸性能和輻射特性滿足探測系統(tǒng)要求;利用CST MICROWAVE STUDIO~?建立入侵探測模型,深入系統(tǒng)地研究了入侵?jǐn)_動機理并實現(xiàn)探測信號優(yōu)選;通過調(diào)整漏纜傳感器負(fù)載和輻射角,提出了基于漏纜傳感器的多模式定位技術(shù),改善了現(xiàn)有定位方式單一、探測區(qū)域受限的不足。2.提出了一種精度高、環(huán)境適應(yīng)性強的探測定位算法,適應(yīng)了非穩(wěn)定雜波背景、多徑反射的應(yīng)用環(huán)境,解決了入侵者造成的微擾信號難以識別的問題。利用IQ解調(diào)、脈沖壓縮運算和自相關(guān)運算依次進行了單頻載波脈沖、Chirp、巴克碼脈沖的定位算法有效性研究,融合入侵延遲時間規(guī)律與Chirp、巴克碼脈沖定位算法,提高了探測定位精度和距離分辨力;利用有用信號相干性與噪聲隨機性特點,融合脈沖同步累加運算和同步求差運算對射頻接收鏈路回波信號預(yù)處理,顯著提高了微擾信號識別概率,理論與實測結(jié)果表明探測定位算法環(huán)境適應(yīng)性良好。3.提出了融合IQ解調(diào)矢量求和法、互補碼疊加法、分區(qū)段閾值設(shè)定和滑動時間窗口改善回波信號質(zhì)量的方法,解決了探測系統(tǒng)接收的回波信號波動大、信噪比差的問題。IQ解調(diào)矢量求和法以矢量和作為檢測閾值,有效解決了單路解調(diào)存在的定位盲區(qū)問題;互補碼疊加法利用原碼與補碼副瓣等值反相的特性,提高了入侵者自相關(guān)結(jié)果的主旁瓣比,實現(xiàn)精確獲取入侵延遲時間;分區(qū)段閾值設(shè)定法通過二次判定,提高報警概率、降低漏報率;滑動時間窗口通過計算窗內(nèi)的統(tǒng)計指標(biāo),提高了回波信號信噪比。4.提出了應(yīng)用多模定位技術(shù)、探測定位算法和改善回波信號質(zhì)量方法的探測系統(tǒng)模塊化設(shè)計方案,并進行了工程實現(xiàn)和試驗驗證。探測系統(tǒng)模塊包括DDS+RF鏈路的探測信號產(chǎn)生模塊、零中頻接收機結(jié)構(gòu)的回波信號接收模塊、數(shù)字信號處理模塊、上下位機通信模塊以及配套應(yīng)用程序,利用FPGA和SignalTapII分別完成定位算法的硬件實現(xiàn)和調(diào)試,并基于Labview平臺和VISA接口構(gòu)建上位機應(yīng)用程序,實現(xiàn)了入侵判決結(jié)果的圖形化顯示。系統(tǒng)實測結(jié)果與理論指標(biāo)吻合良好,實現(xiàn)了多類型信號的產(chǎn)生及接收、脈沖壓縮等數(shù)字信號處理方法的靈活調(diào)用,兼有調(diào)試簡單、維護便捷的優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM248.3;TP212;TP309
【部分圖文】：

基帶放大器電路圖2 是其 S 參數(shù)及穩(wěn)定性仿真結(jié)果。m1freq=dB(S(1,1))=-14.9512.000kHzm2freq=dB(S(2,1))=30.2031.000kHzm3freq=dB(S(2,1))=31.890Max13.42MHzm5freq=dB(S(2,1))=30.000772.3MHz

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本文編號：2862023