[发明专利]机场跑道异物检测方法及检测系统

说明书

本发明公开了一种机场跑道异物检测方法及系统，利用雷达持续发射信号，并将雷达发射的信号照射至机场跑道的扫描区域；接收机场跑道因雷达的发射信号所反射回来的信号，得到回波信号；将得到的所述回波信号与雷达的发射信号进行混频处理，得到混频后的中频信号；对得到的中频信号进行距离向傅里叶变换，并对变换后的信号进行距离频域误差补偿，得到对应的距离频域信号；针对得到的距离频域信号进行方位向傅里叶变换，并利用合成孔径雷达原理，将处理后的信号进行方位向匹配滤波和反变换处理，得到对应的雷达图像；根据得到的雷达图像，识别机场跑道是否存在异物；提高了FOD探测系统对跑道微弱目标的探测能力。

技术领域

本发明涉及雷达检测领域，特别涉及一种基于SAR成像技术的机场跑道异物检测方法及检测系统。

背景技术

机场跑道异物检测(Foreign Object Debris，FOD)指的是对机场外来物进行检测；其中，机场外来物可以理解为：在跑道、滑行道、停机坪地面上可能会损伤航空器、设备或者威胁机场工作人员和乘客生命安全的外来物体。因此，针对繁忙的民用机场，FOD实时监测的需求十分迫切。

现有的FOD实时监测的方法主要是利用雷达探测或者是视频探测，但单纯的雷达探测以及视频探测均存在一定缺陷，不能满足基本的FOD监测需求。根据民航FAA标准，要求最小检测物体RCS为-28dBsm，因此雷达探测存在容易遗漏反射率低的物体，而且地表杂波也容易造成虚警。现有的FOD雷达都是利用回波信号和发射信号进行混频得到差频信号，通过FFT变化实现脉冲压缩，这种方法只是利用了单次目标的回波信号进行目标探测，因此容易造成弱目标的丢失。视频探测的优势在于技术比较成熟，成本相对较低，对和跑道外貌差异较大的物体有很好的探测能力；但视频探测主要的问题在于跑道外观细节的复杂性和FOD物体的多样性，因此基于目标外表的变化进行探测的方法，容易出现虚警；同时光学仪器本身还容易受到气候、光照环境的影响。因此，如何有效提高FOD探测系统对机场跑道微弱目标的探测能力成为目前亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明提供一种机场跑道异物检测方法及系统，用以将SAR技术应用到FOD检测系统中，通过相干处理得到跑道场景的高分辨率图像，提高FOD探测系统对跑道微弱目标的探测能力。

本发明提供了一种机场跑道异物检测方法，所述方法包括：

利用雷达持续发射信号，并将雷达发射的信号照射至机场跑道的扫描区域；

接收机场跑道因雷达的发射信号所反射回来的信号，得到回波信号；

将得到的所述回波信号与雷达的发射信号进行混频处理，得到混频后的中频信号；

对得到的中频信号进行距离向傅里叶变换，并对变换后的信号进行距离频域误差补偿，得到对应的距离频域信号；

针对得到的距离频域信号进行方位向傅里叶变换，并利用合成孔径雷达原理，将处理后的信号进行方位向匹配滤波和反变换处理，得到对应的雷达图像；

根据得到的雷达图像，识别机场跑道是否存在异物。

可选地，所述根据得到的雷达图像，识别机场跑道是否存在异物，包括：

分析得到的所述雷达图像，判断所述雷达图像中是否存在异物；

若存在异物，则获取异物的位置信息，同时将获取的异物位置信息发送至监控终端并报警。

可选地，所述利用雷达持续发射信号，并将雷达发射的信号照射至机场跑道的扫描区域，包括：

利用固定在车载平台顶端的雷达，以正侧视条带模式持续发射调频连续波信号S_T(t)：

其中，f₀为载频、T_p为调制周期、为调频率、B为发射信号带宽；