雷达信号及其处理

0617820基于Matlab的雷达信号处理系统仿真〔刊,中〕/窦林涛//指挥控制与仿真.—2006,28(2).—78-82(L)0617821OSCA-CFAR在K分布杂波背景下的性能分析〔刊,中〕/郝程鹏//电子信息对抗技术.—2006,21(2).—19-22(G)本文证明了形状因子已知条件下有序统计平均(OSCA)恒虚警检测器在K分布杂波背景下具有恒虚警性能,分析了均匀K分布杂波背景和多目标情况下该检测器的性能,并与OS和OSGO-CFAR进行了比较,仿真结果表明OSCA在两种环境下均具有最好的检测性能。参60617822非相参信号在相参处理中的响应〔刊,中〕/韩永泉//电子信息对抗技…     

OSGO-和OSSO-CFAR在K分布杂波背景下的性能分析

该文证明了形状因子已知条件下OSGO-CFAR和OSSO-CFAR检测器在均匀统计独立的K分布杂波背景下具有恒虚警性能,分析了两种检测器在均匀杂波背景、杂波边缘和存在强干扰目标情况下的检测性能。并与OS-CFAR进行了比较,结果表明OSGO-CFAR在均匀杂波背景和存在强干扰目标情况下带来的附加检测损失很小, 在杂波边缘具有更好的虚警控制能力。所以,OSGO-CFAR是K分布杂波背景下一种性能比较好的恒虚警检测器。     

OSGO-CFAR在K分布杂波边缘中的性能分析

研究有序统计选大（OSGO）恒虚警检测器在K分布杂波边缘中的性能。文中推导出了该检测器在K分布杂波边缘中虚警概率的解析表达式，分析了它抗干扰边缘的性能，并与OS、CA、OSSO等检测器进行了比较，结果表明OSGO-CFAR具有最好的抗K分布杂波边缘的性能。     

K—分布杂波的顺序统计恒虚警性能分析

研究 Ｋ—分布杂波背景下的顺序统计恒虚警检测器的性能,分析检测器在均匀统计独立杂波背景下的性能,给出了理论门限系数值及其仿真的门限系数值,并讨论相关杂波的恒虚警性能。分析了检测器在杂波的边缘和存在多目标及干扰时的目标检测性能。从仿真结果分析得出, Ｏ Ｓ— Ｃ Ｆ Ａ Ｒ 检测器在杂波边缘及多目标情况下具有比单元平均恒虚警（ Ｃ Ａ— Ｃ Ｆ Ａ Ｒ）好得多的性能,特别是在参考单元比较少的情况下。     

K分布杂波背景下次序统计恒虚警检测器的性能

本文证明了在形状因子已知条件下次序统计恒虚警（ＯＳ－ＣＦＡＲ）检测器在Ｋ分布杂波背景下能保持恒虚警的特性，分析了均匀Ｋ分布杂波背景下检测器的性能，研究了不同参考单元数的信杂比损失，对于未知形状因子，本文提出了一种有效的估计方法。     

Gamma分布在海面目标检测中的应用

本文通过对大量实测数据的处理与定量分析,证明Gamma分布可用于X波段雷达海杂波幅度分布的建模,并介绍了两种适用于Gamma分布杂波背景的恒虚警（CFAR）检测器：基于最大似然估计的MLG-CFAR和基于加权幅度循环迭代的WAI-CFAR。理论分析证明,MLG-CFAR检测器对Gamma分布的杂波平均功率估计值是渐进有效的,且在形状参数已知的前提下,该检测器对尺度参数具有恒虚警特性,在均匀、非均匀杂波背景中的检测性能仿真结果验证了该检测器在Gamma杂波中的最优性;WAI-CFAR检测器综合了均值类和有序统计量类CFAR算法的优点,在均匀杂波背景中具有较好的性能,在非均匀杂波背景中可通过灵活设定加权系数,获得较强的目标检测能力和鲁棒的虚警控制能力。     

非高斯海杂波背景最优相干检测性能分析

非高斯海杂波背景下雷达目标检测一直是研究的重点。海杂波分布参数形式的多样化使得检测器对杂波平均功率的恒虚警特性无法保证,因此文中对描述非高斯海杂波的K分布、广义Pareto分布和逆高斯纹理复合高斯分布的参数形式进行了规范化,得到了规范化后的三种杂波分布对应的最优相干检测器。理论分析和实验验证了三个自适应检测器分别对杂波平均功率、目标多普勒频率和散斑协方差矩阵具有恒虚警特性。仿真实验表明:散斑协方差矩阵估计方法和辅助数据的数量均影响着自适应检测器的检测概率和虚警概率。     

广义Pareto分布海杂波背景下非相干检测器恒虚警性能分析

该文在广义Pareto分布海杂波背景下研究了单元平均(CA)和有序统计量(OS)两种非相干检测器的恒虚警(CFAR)性质,推导了两种非相干检测器的虚警概率公式,发现了两种检测器对杂波的尺度参数是恒虚警的。然而,两种检测器对杂波的散斑协方差矩阵结构和杂波形状参数是非恒虚警的。为了实现全场景的恒虚警检测,预先通过白化方法将具有相关性的海杂波去相关,并通过查表方法使用了匹配杂波形状参数、累积脉冲数和参考单元数的检测门限。在这种情况下,实验结果表明两种非相干检测器能确保全场景恒虚警。     

广义Pareto分布海杂波背景下非相干检测器恒虚警性能分析

该文在广义Pareto分布海杂波背景下研究了单元平均(CA)和有序统计量(OS)两种非相干检测器的恒虚警(CFAR)性质,推导了两种非相干检测器的虚警概率公式,发现了两种检测器对杂波的尺度参数是恒虚警的.然而,两种检测器对杂波的散斑协方差矩阵结构和杂波形状参数是非恒虚警的.为了实现全场景的恒虚警检测,预先通过白化方法将具有相关性的海杂波去相关,并通过查表方法使用了匹配杂波形状参数、累积脉冲数和参考单元数的检测门限.在这种情况下,实验结果表明两种非相干检测器能确保全场景恒虚警.     

利用北斗反射信号探测目标的初步实验

通过实测海杂波数据,研究了海杂波的统计特性,实测数据拟合结果表明,弱海杂波的概率密度分布函数服从瑞利分布;强海杂波概率密度分布呈现较强的非高斯特性,该试验实测数据拟合结果为对数正态分布,因此强海杂波背景下小目标检测,常规恒虚警检测器性能受到限制。同时采用了常规单元平均恒虚警与自适应匹配滤波两种方法进行目标检测,通过结果对比可以得出,对于强杂波背景下小目标,自适应匹配滤波的方法能检测出更多的目标点迹,检测性能较常规单元平均恒虚警好。     

基于地形融合分类的分区二维恒虚警检测器

在非均匀杂波背景下,由于恒虚警( CFAR)检测器与杂波背景幅度分布不匹配,导致检测器性能出现剧烈下降。针对此问题,提出了一种基于地形融合分类的分区二维CFAR检测器。首先提出一种基于拟合优度( GoF)的地形融合分类算法来对非均匀杂波背景下的地形进行分类编号,同时记录各地形的幅度分布及幅度分布参数;再根据地形编号及记录的幅度分布选择相匹配的CFAR处理窗实现分区二维CFAR;最后利用实测数据验证了该地形融合分类算法的有效性,并用半实测、实测数据对所提出CFAR检测器性能进行了仿真验证,结果表明相比传统二维CFAR检测器,所提出的CFAR检测器在非均匀背景下性能有明显提高。     

单元筛选后作最小选择的CFAR自适应检测器

为提高雷达自适应检测能力，本文针对多个干扰目标背景提出一种新的CFAR自适应检测方法。在斯威林2型目标的假设下对这种检测方法进行了检测性能分析，理论推导出均匀杂波背景和强干扰目标存在的情况下虚警概率和检测概率的数学模型，并把它同CA、GO、SO(smallest of)等检测方法用MATLAB仿真软件进行了比较。结果表明，这种方法在均匀杂波背景和多个干扰目标背景情况下都有很好的检测性能，尤其是多目标干扰条件下具有更大的优势。     

基于GIS信息的CFAR检测器

在雷达信号检测过程中,为了实现恒虚警处理,必须采用动态门限。恒虚警检测器的门限设置通常是利用待检测单元附近的距离单元杂波数据进行计算得到的。然而,杂波环境的非均匀性导致了杂波功率随着距离变化剧烈,常规的恒虚警检测器性能会显著下降。文中给出了基于地理信息系统的恒虚警检测算法,利用对杂波环境的了解程度,可以显著提高CFAR检测器的性能。利用IPIX雷达实测数据,验证了该算法性能优于常规的其他CFAR处理器。     

一类基于VMSR的恒虚警检测器

设计了一类基于VMSR的改进型恒虚警检测器,给出了检测器的检测结构框图,同时描述了该类检测器的检测模型并给出了相应的检测概率表达式。该类检测器通过VR删除算法自适应删除杂波背景中的干扰样本,并将剩余样本按照不同操作得到杂波背景功率估计,提高了复杂杂波背景下检测器的精确性及鲁棒性。通过与典型VMSR-CFAR检测器的仿真对比实验,验证了该类检测器的检测性能。     

量化秩非参数CFAR检测器在杂波边缘中的性能分析

人们常用均匀背景、多目标和杂波边缘3种典型背景来衡量雷达目标检测器的性能,但在现有文献中缺乏量化秩（Rank Quantization,RQ）非参数检测器在杂波边缘中虚警概率的理论模型,缺乏RQ非参数检测器与经典的参量型检测器在杂波边缘中虚警控制能力的比较.本文给出了RQ检测器在杂波边缘中虚警概率的解析表达式,并比较了它与非相干积累CA （Cell Averaging）,GO （Greatest Of）,OS （Ordered Statistic）恒虚警方法在杂波边缘中的虚警控制能力.可以看出,采用高秩量化门限的RQ检测器的虚警控制能力要优于低秩量化门限的情况,在瑞利分布杂波边缘情况下,RQ检测器的虚警控制能力与非相干积累OS方法接近.但是当强杂波变为长拖尾分布的非高斯杂波时,非相干积累CA,GO和OS参量型检测方法的虚警概率产生了3个数量级以上的上升,且不能降回到原始设定的虚警概率.而RQ检测器显示出了非参量检测器的优势,即当杂波背景的分布类型发生变化后,它仍然可以保持虚警概率的恒定.     

一种K-分布杂波背景下的双参数恒虚警检测器

该文基于改进的M-估计器和OSGO-CFAR检测器,提出了K-分布杂波背景下一种新的双参数恒虚警检测器,然后在均匀干扰背景中研究了这种检测器的性能,并与固定形状参数的OSGO-CFAR检测器进行了比较。结果表明,具有形状参数估计的OSGO相对于理想固定形状参数OSGO只带来很小的附加损失,同时具有更广泛的K-分布杂波适应性。     

一种非均匀Weibull杂波背景中的CFAR检测器

针对传统恒虚警(CFAR)算法在非均匀环境下,待检测单元(CUT)与参考窗的分辨单元不具有独立同分布(IID)特性,检测器性能出现剧烈下降的问题,提出一种新的CFAR检测器。该检测器首先引入一种M-N杂波边缘二元积累实现非均匀杂波边缘提取;然后,对数据平面内相邻杂波边缘内的数据,利用一种地形特征分类算法实现对地形的分类编号;最后,根据地形编号选择与CUT相同地形的分辨单元作为参考单元实现CFAR检测,则所选择的参考单元与CUT具有IID特性。利用实测数据验证M-N杂波边缘二元积累检测算法和地形特征分类算法的有效性。计算机仿真证明:文中提出的CFAR检测器的性能,比传统CFAR检测器的性能有明显提升。     

非高斯杂波下基于子空间的距离扩展目标检测器

在辅助数据缺失的非高斯杂波背景下,采用两步法设计策略研究了距离扩展目标检测方法.首先,在杂波纹理分量已知的条件下,对待检测数据进行高斯化,利用高斯背景下杂波协方差矩阵和目标散射点幅度的合适估计,建立检验统计量.其次,利用待检测数据在信号子空间正交补上的正交投影,估计杂波纹理分量,提出了基于子空间的距离扩展目标自适应检测器,并证明了其对杂波纹理分量的恒虚警率（CFAR,Constant False Alarm Rate）特性.仿真结果表明,在典型非高斯背景下,所提检测器的CFAR特性和检测性能均优于对比检测器;另外,阵元数、目标距离单元数或杂波尖峰的增加,能不同程度改善检测性能.     

高分辨SAR图像自动区域筛选目标检测算法

在G0分布背景杂波假设下,基于VI-CFAR算法该文提出一种自动区域筛选的恒虚警目标检测算法,以解决高分辨SAR图像复杂环境背景下的目标检测问题。该算法首先利用变化指数(VI)统计量对局部参考窗内的均匀区域进行筛选,以剔除参考窗内具有目标干扰点的非均匀区域;然后利用均值比(MR)统计量对参考窗内同质的均匀区域进行区域合并,以解决杂波边界处的背景杂波筛选问题;最后利用筛选到的同质均匀区域内的像素集合进行背景杂波参数估计,对待检测区域实现二值检测。通过实测SAR图像车辆目标检测实验表明,在多目标和杂波边界复杂环境背景下,该算法具有较稳定的检测性能和虚警抑制能力。