基于毫米波雷達的安防系統關鍵技術的研究

摘要：安防系統目前在各個領域中都是重要的保障系統，其根本作用在于防止出現事故，因此，安防技術的深入研發也變得越來越受關注。本文主要是分析了基于毫米波雷達的安防系統，對其主要功能、關鍵技術以及應用情況進行了簡要探究。

關鍵詞：安防系統;關鍵技術;毫米波雷達

引言：毫米波雷達成為新興的安防設備之一，其在目標的定位、跟蹤以及測速等方面都有著強大功能。基于此，本文主要對毫米波雷達安防系統的具體情況開展的分析，希望能夠對安防保障領域的發展有所幫助。

1.毫米波雷達

毫米波雷達是一種先進的雷達技術，其運用與安防領域的時間不長，基本原理是發射機結合雷達天線將電磁波進行發射，發射軌跡上若是遇到障礙物會直接反射，反射回的電磁波到達接收機，進而測定障礙物的實際位置，主要是通過時間差來獲得位置相關數據。在特大暴雨天氣時，毫米波雷達的性能會受到一定干擾，比如說其實際監測的范圍會縮小，但基于毫米波雷達的安防系統與其他傳統安防系統相比，仍舊存在著諸多優勢，像是傳統許多安防設備的攝像視頻容易受到環境干擾而產生誤報，或是無法全天候運行，而毫米波雷達則具有著較強抗干擾能力，且可以24小時無間斷運行，同時在定位和追蹤方面也更為精準。隨著技術的不斷更新，毫米波雷達安防設備的芯片集成度被提升，性能變得更為強大，同時降低了成本，這也使得該項類型安防系統更加受到歡迎，在各個領域當中被運用。毫米波雷達的工作頻譜變動范圍在30GHZ-300GHZ之間，且波長比較小，對于墻板、取料以及衣服也有著穿透功能，探測效果較好，指向性也更佳，毫米波的分辨率是頗高的，其雷達設備與通信設備、傳感器設備、視頻設備等共同構建出智能監控安防系統，具有著較為遼闊的應用前景。以往的毫米波雷達安防系統主要是運用于軍事領域，在近幾年也開始運用于民用安防，再加上雷達的成像理論技術也開始趨向于成熟和完善，對被監測目標的成像更加清晰和準確，切實提升了毫米波雷達安防系統的運用空間。

2.基于毫米波雷達的安防系統關鍵技術

2.1毫米波雷達安防系統主要功能

基于毫米波雷達的安防系統主要功能包括以下幾點：一是目標的定位功能，實現360°的掃描，能提前發現目標并進行準確定位;二是目標的分類功能，對定位到的目標其可以進行劃分，主要的標準是人、車以及動物等，這種分類是基于智能識別技術;三是防區的自由劃分功能，將防區進行劃分并簡單配置，能夠促使安防工作更為有序，系統的安防效率更高，便于工作人員反應;四是視頻聯動功能，不僅與攝像頭聯動進行拍攝，雷達還能夠對攝像頭進行引導，對目標進行跟蹤式拍攝;五是歷史回放功能，將監控信息進行記錄和存儲，在必要時可進行歷史回放，發揮出雷達追蹤數據的真正價值;六是警報輸出功能，警報輸出提供API接口，同時也提供二次開發。

2.2FMCW技術

毫米波雷達的安防系統近年來最新也是最為關鍵的技術就是FMCW技術，該項技術作用下的雷達與普通的脈沖雷達模塊結構相似，都是包含了射頻模塊和數字信息處理模塊這兩項關鍵結構，其原理是回波的信號會經過混頻放大處理，轉變為較窄且帶差頻信號形式，再將其送達到處理模塊進行信號處理，處理的目的在于保留有用的信號，但將沒用的干擾進行有效消除，同時，混頻信號被中頻放大后實施處理，能夠通過信號頻譜將速度信息和目標距離信息等進行提取，若是需要對多目標進行識別，則其信號處理方面的要求也會更高，采用的算法是十分有效和快速的，有效識別不同目標[1]。

安防系統在采用了FMCW技術以后，能夠在規定的監測區域內，實現全過程無間斷的覆蓋監控，這種安防監控系統的可靠性是比較高的，且與傳統的紅外對射系統相比，其重量頗輕、體積頗小、距離盲區相對更小，也不存在著速度盲點，具有著高距離分辨力，還能夠更好地抵抗外部干擾。整體安防系統構成了一個連續特征的毫米波雷達墻，這個雷達墻的厚度與高度都是十分足夠的，基本沒有鉆越的可能性，與其他安防系統相比，其還能夠在監管區域內快速且準確地定位入侵目標，一旦發現了目標還可進行軌跡追蹤，定位入侵點，以便于安保人員根據定位來做出響應，目標的移動方向、速度、距離以及角度等信息都是直接獲取，同時與視頻攝像頭形成聯動，開始進行24小時的連續性監控，該系統與管理平臺是直接連接的，入侵的信息及目標被監控的畫面都會傳送到平臺上開始分析并進行存儲，提升安保效果，避免事故的發生。毫米波雷達具有著360°全區域覆蓋的特征，只要是進入到區域范圍內且具有一定表面積的物體都一定會被探測到，同時其安防區域會被合理劃分，能夠及時或提前預警，這種雷達的探測距離也是比較長的，最長達到3千米，對于一些場地較大區域內的安防工作是十分適合的。

3.基于毫米波雷達的安防系統應用實例

在油庫油田的安防工作中運用毫米波雷達安防系統是十分適用的，由于油庫油田的安防范圍較大，且油屬于高價值物品和易燃物品，安防工作至關重要，實際采用該種安防系統時，安防操作人員可以對整體覆蓋區域進行劃分，比如說劃分為預警區、安全區以及威脅區等等，安全區的安防不做贅述，而預警區在進入可疑人員時，安防系統會做出預警，同時雷達控制這智能攝像頭的驅動，對入侵目標進行跟拍，確定其行動軌跡;而若是有可疑人物進入到威脅區內，則會直接觸發最高等級的警報，其會聯動聲光電設備進行警報，安保人員接到警報信號第一時間采取措施，目標的位置信息、具體軌跡以及移動速度等信息都會顯示在客戶端的管理平臺當中，以便于安防人員作出對應的響應，以免造成事故或是經濟損失[2]。

結論：綜上所述，毫米波雷達已然成為當前不可或缺的一種雷達形式，其具有著成本低、重量輕、高分辨率等優點，使其在許多領域中得到應用，當前的毫米波雷達發展已經有了許多年，核心技術基本成熟。由本文分析可知，在安防領域當中，基于毫米波的安防系統適用于較大安防區域的情況，其關鍵技術為FMCW技術，能夠準確進行目標的定位和軌跡追蹤，提升安防效果。

參考文獻

[1]何琛. 基于微服務架構的智能安防系統的設計與實現[D].西安電子科技大學，2020.

[2]王杰. 基于毫米波雷達的安防系統關鍵技術研究[D].廈門大學，2019.

作者簡介：宋蘇杭;性別：男;出生年月：1983年10月;籍貫（具體到市）四川成都：民族：漢;最高學歷：本科;目前職稱：所長;研究方向：雷達系統工程。