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随着社会发展,人们对于安全防范的需求不断增加。周界监视便是安防系统中的重要组成部分。它是指对于重要的有安全需求的区域进行监视或警戒,当有未经授权的人或物进入该区域,能够及时发现、报警并持续跟踪。随着近年来民航客运量的不断增加和机场建设的加快,民航机场中的周界安防越来越受到重视。毫米波雷达相比于其他传感器有着显著优点,例如具备较强的环境适应能力;可以实现精确定位与跟踪;体积小巧、易于快速部署,方便多传感器组网等。因此,毫米波雷达越来越广泛地被应用在包括周界安防的多种场景中。面对机场等区域的周界安防需求,本文通过跟踪对比国内外研究动态,确定采用毫米波雷达作为周界安防的手段。并以毫米波雷达下入侵目标的准确检测、参数测量和跟踪作为研究的主题,具体进行了以下内容:(1)通过分析,明确了周界监视雷达所采用的体制以及波形,即线性FMCW。在分析了发射、接收以及差拍信号的解析表达式的基础上,阐述了FMCW雷达信号处理的基本原理,及其特有的差拍-FFT操作;给出了该波形的模糊函数,分析了其分辨性能;提出了FMCW带来的距离速度耦合现象,以及基于对称三角FMCW进行解耦合的方法。(2)对于近距离的周界监视,雷达往往具有高分辨、低掠射角的特点,本文研究了相应的地杂波的统计模型以及模拟算法,为后续的信号处理提供了基础。分析了FMCW下的杂波抑制与多普勒处理,包括动目标显示(MTI)、动目标检测(MTD)。研究了基于Weibull杂波的几种经典的恒虚警检测(CFAR)算法,包括它们在Weibull杂波下的虚警概率表达式以及Monte-Carlo仿真分析。提出了一种基于OSGO-CFAR的快速恒虚警检测实现方案。(3)研究了多目标下的参数测量问题。包括差拍频谱、多普勒频谱的校正;综合利用差拍频谱和模糊多普勒谱进行上下扫频配对、完成解耦合,并获得高精度不模糊的距离、速度信息;基于相位差信息获取目标的方位。(4)研究了对入侵目标的跟踪问题,包含了滤波算法和运动模型两个方面,针对雷达目标跟踪的特点,提出了基于当前统计模型(CSM)下的不敏卡尔曼滤波(UKF)算法。并对其加以改进,增加了自适应性能,并引入渐消因子,给出了一种修正的CS-UKF算法(MCSUKF)。