基于恒虚警率的门限判决系数寻优研究

在雷达信号检测系统中,对于一定的检测门限,如果噪声或杂波电平增大一点,虚警率便会大大增加,同时使发现概率降低,这样便降低了雷达系统发现目标的能力,因此在现代雷达信号检测系统中,为了保证一定的发现概率,一般采取恒虚警率(CFAR)处理,在雷达系统进行恒虚警处理时,由于杂波强度可能偏离统计平均值而产生起伏,此时采用理论的门限判决系数将使虚警率大大增加。通过对雷达信号检测恒虚警性能的研究,分析了有限参考单元数对虚警率及发现概率的影响,同时提出一种有效的寻优算法在恒虚警检测中对实际的门限判决系数进行实时的动态寻优,使检测系统始终保持在恒虚警的工作状态中。     

低信噪比S模式应答信号相关检测方法

针对低信噪比条件下S模式应答信号检测概率低、虚警概率高的问题,提出一种基于数据包检测、单脉冲匹配滤波和报头多脉冲检测等三次相关检测的增强识别方法。该方法首先利用数据包相关检测得到数据包位置,从而确定报头脉冲的检测门限;然后利用单脉冲匹配滤波对信号进行降噪处理,确定脉冲位置;最后估计脉冲幅度和噪声功率,利用多脉冲相关检测识别信号报头。通过这三次相关处理,该识别算法可提高S模式应答信号的准确识别率。理论推导了检测概率的数学表达式,通过计算机仿真,在期望虚警概率下,本文方法基本达到了理论检测概率,同时对比了本文方法与传统的直接匹配滤波法、脉冲前沿检测法、基带归一化互相关法的识别性能,验证了本文算法性能的优越性。      

衰减片提高多脉冲Gm-APD激光雷达的探测性能

从Gm-APD的泊松统计的雪崩探测模型出发,在长死时间情况下,提出了一种提高Gm-APD激光雷达探测性能的方法。利用衰减片控制信号和噪声的强度,实现了多脉冲探测Gm-APD激光雷达的探测概率、虚警概率和测距误差的提高。研究结果表明:随着衰减片透过率的变化,探测概率存在最大值,测距误差存在最小值,将衰减片透过率控制在0.33~0.20之间,探测距离为1.5 km时,探测概率能提高1倍,测距误差可以从m量级提高到cm量级。     

DCT变换域滤波码捕获方法

 针对较小时频不确定度的卫星信号捕获,提出了一种结合离散余弦变换(DCT)的码捕获算法.首先对信号进行部分匹配滤波(PMF),然后对各个码相位对应的PMF输出矢量进行DCT变换域滤波及信号重构,最后对信号进行基于能量的检测.由于PMF输出信号和噪声时变特性不同,滤波重构后信号能量几乎无损,而噪声能量得到了明显降低,从而提高了相同虚警概率下的捕获概率.理论分析和仿真结果表明本文检测算法可以有效提升检测概率,并且具有较低的复杂度.     

Sensing throughput trade‐off for an energy efficient cognitive radio network under faded sensing and reporting channel

The trade‐off between sensing time and throughput is investigated in the context of an energy‐efficient cognitive radio network considering both the sensing and reporting channels are Rayleigh faded, while the existing literature considered the fading in sensing channel only. In this paper, such a trade‐off is re‐examined under Rayleigh faded sensing as well as reporting channel. Novel analytical expressions for overall detection probability and false alarm probability are developed under such scenario. The performance is investigated in terms of detection probability, false alarm probability, throughput and energy efficiency of the network for different sensing parameters such as sensing time, number of samples, sensing channel signal‐to‐noise ratio and reporting channel signal‐to‐noise ratio. Our analysis shows that the quality of the reporting channel significantly affects the trade‐off performance of the network. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

扩频通信系统中基于预处理的编码捕获方法

针对传统的编码捕获方法的不足,文中提出了一种改进的捕获方法。该方法利用扩频序列的循环相移特性,来消除调制信息以及随机数据影响。同时,为了改善接收信号的信噪比,通过采用反馈电路的方法,来抑制噪声干扰。理论分析和仿真实验均表明：文中提出的改进的捕获方法能够明显的改善捕获系统的正确检测概率和虚警概率,提高系统的可靠性。     

基于参量检测的CFAR处理分析与实现

雷达信号的恒虚警率（CFAR）处理是现代雷达信号处理的重要内容。文中介绍了在杂波、噪声中检测目标的基本原理，并用参量CFAR检测方法分析了以瑞利杂波条件为例的恒虚警性能，最后给出了某新型火控雷达恒虚警电路的具体实现方法。     

复合高斯杂波加热噪声中基于Rao检验的分布式目标检测

随着雷达分辨率的不断提高,每个距离单元中分布的杂波能量逐渐减少,当杂噪比低于10dB时,热噪声对检测性能的影响是不可以忽略的。针对低杂噪比的情况,在复合高斯杂波加热噪声的背景中研究了分布式目标的检测问题。首先假设内部热噪声和外部杂波统计独立,在给定杂波纹理分量τ的前提下,将白高斯热噪声加上由球不变随机向量表示的复合高斯杂波之后的总干扰近似等效处理成一个新的复合高斯杂波,只是将其参数做了适当调整。然后将分布式目标建模为在距离维和Doppler频率维同时扩展的子空间模型,基于Rao检验构造了N-Rao检测器。通过对N-Rao检测器虚警概率的计算表明,在不存在目标的假设下,虚警概率只由脉冲重复数N、分布式目标占据的实际距离单元数H、每个距离单元内目标散射点总数目Nt来决定,即N-RAO检测器具有恒虚警率特性。最后通过Monte Carlo仿真实验表明,杂波形状参数v的减少与CNR的增加都会使N-RAO检测器的检测性能有所提高,且在低杂噪比的情况下,N-RAO检测器有很好的检测性能。      

GPS接收机的自适应门限设定方法

针对GPS接收机中的信号捕获问题提出了一种新颖的判决门限的自适应设定方法,它在接收信号的信噪比大幅度变化的情况下也可同时保证捕获的虚警概率和检测概率在一定范围内稳定不变.与以往自适应门限设定方法不同的是,它不是基于传统的恒虚警概率判决准则,而是基于一种新颖的恒等效信噪比准则.因为只有当输出信噪比恒定时,才有可能在虚警概率恒定的同时也保证检测概率稳定,所以这个门限监测器的目的就是要通过非相干累加来实现累加后的等效信噪比的恒定.一方面,将自适应门限设置成实时估计的噪声能量的函数,从而保证超过门限的累加输出值一定能达到指定的等效信噪比.另一方面,检测样本数也是在自适应的调整,即累加时间会不断增加直到输出的非相干累加结果超过当时的门限值.所以,一旦判决为检测到信号时,这时的输出等效信噪比都是恒定的,因此检测概率和虚警概率都可保持稳定而无论当时的输入信噪比如何变化.     

用CMOS探测脉冲激光中的虚警抑制技术研究

如何在保证激光探测距离的基础上保持低的探测虚警,一直是激光探测系统的核心问题.以CMOS成像型激光探测系统为技术背景,分析了引起虚警的主要因素是场景噪声和强光干扰等,对此提出从三个方面来抑制系统虚警:光谱滤波技术;提高图像采集帧频,减少积分时间;帧相减技术.实验表明,在采用相同的探测阈值时,它们使虚警概率得到大大的降低,达到了较好的虚警抑制效果.     

温度对恒虚警补偿下APD倍增因子的影响

雪崩光电二极管倍增因子、噪声都会受到温度影响,在恒虚警下APD倍增因子、噪声之间会相互作用,为了研究温度变化对APD性能造成的影响并对其进行评估,分析了温度对暗电流、热噪声、倍增因子的影响及恒虚警补偿方式工作原理。建立了恒虚警下温度与倍增因子的关系模型,对模型进行了实验验证,利用模型对不同背景光、不同虚警概率下温度对倍增因子的影响进行了分析,提出了温度对恒虚警下APD性能影响的评估方法。结果表明:恒虚警下,倍增因子随温度的升高而降低;同一温度下,背景光越强或倍增因子越小时,虚警概率低,倍增因子较小;且背景光越弱、虚警概率越低时,温度对倍增因子的影响越明显。     

Performance Analysis of the Clutter Map CFAR Detector with Noncoherent Integration

Nitzberg has analyzed the detection performance of the clutter map constant false alarm rate (CFAR) detector using single pulse. In this paper, we extend the detection analysis to the clutter map CFAR detector that employs M-pulse noncoherent integration. Detection and false alarm probabilities for Swerling target models are derived. The analytical results show that the larger the number of integrated pulses M, the higher the detection probability. On the other hand, the analytical results for Swerling target models show that the detection performance of the completely decorrelated target signal is better than that of the completely correlated target.     

基于瑞利多径衰落信道的信号包络频谱感知

为提高信号采样值之间的相关性和降低噪声对感知性能的影响,该文提出基于信号包络自相关矩阵的频谱感知算法。首先对采样信号等间隔时长截取,以相邻间隔的采样值计算信号自相关性,并构造出近似自相关矩阵。其次依据矩阵次对角线元素性质构造了统计量。分别计算了该统计量的检测概率分布函数与虚警概率分布函数,分析了频谱感知算法的检测性能,算法优化了信号相关性的计算,降低了噪声对感知性能的影响。最后通过仿真验证了不同参数对检测概率和虚警概率的影响,并提出了进一步提高检测性能的措施。     

复高斯白噪声背景下贝叶斯检测前跟踪的检测阈值设置方法

 在Neyman-Pearson准则下,对于贝叶斯检测前跟踪算法,为了能够按照系统要求的虚警概率实时地设置检测阈值,该文在观测噪声为复高斯白噪声的情况下推导得到了检测阈值的近似闭式解。对于贝叶斯检测前跟踪算法,该文从似然比检测形式入手,推导了检测统计量的表达式,得到了系统虚警概率同检测阈值之间的关系,并在观测噪声为复高斯白噪声的情况下给出了检测阈值的近似闭式解。计算机仿真实验表明,利用该检测阈值的近似闭式解,可以按照系统要求的虚警概率实时地计算检测阈值,从而使得实际系统的虚警概率满足要求。     

最大似然准则下的随机信号非重构压缩检测与分析

压缩采样能够较好的保持原信号的结构和信息,可以在不重构原信号条件下,直接处理采样值实现对原信号的检测。已有的信号压缩检测技术只对确知信号有效,而实际中信号多为随机信号。本文在建立基于非重构压缩采样的信号检测模型的基础上,详细推导了随机信号的最大似然检测算法,并在此基础上分析了算法的检测性能。理论分析与仿真结果表明:在虚警概率一定的条件下,检测概率随压缩比的减小呈对数增加,并且能够在获得高检测概率的同时保持较低的虚警概率;最后进一步验证了算法适用于宽带信号的检测。      

基于压缩感知的步进频雷达目标检测算法

为了解决压缩感知步进频雷达在低信噪比下的目标检测问题,结合传统雷达的恒虚警检测和压缩感知雷达重构思想,建立基于压缩感知的步进频雷达的目标检测模型,利用复近似消息传递消息的特性,提出了一种基于多脉冲的重构算法,并结合恒虚警检测实现了低信噪比下的压缩感知步进频雷达目标检测。仿真结果表明：文中所提的方法提高了检测概率,改善了目标检测性能。     

一种基于FPGA的慢门限恒虚警处理电路设计

雷达信号的检测多是在干扰背景下进行,如何从干扰中提取目标信号,不仅要求有一定的信噪比,而且必需有恒虚警处理设备。恒虚警处理是雷达信号处理的重要组成部分,慢门限恒虚警处理主要是针对接收机热噪声,文中介绍一种基于FPGA嵌入式设计的慢门限恒虚警处理电路,给出了仿真模型及仿真结果,并已将其用于某检测器中,取得了良好的经济效益。     

Detection of the pulsed Poisson radio emission by quadrature receivers

This study deals with the reception by quadrature receivers of pulse sequences of the radio-frequency emission against the background of noise, when the number of received radio pulses obeys the Poisson distribution, while the pulse amplitudes contain regular and random components. The expressions were obtained for detection characteristics of the emission subject to registration. The correct detection probability was analyzed as a function of the signal-to-noise ratio, false alarm probability, and the ratio of the regular and fluctuating components of amplitudes of pulses.     

Non parametric properties of the two-sided contrast method during detection of radar signals against the background of normal non-stationary and strongly correlated noise interferences with a priory unknown power

On the basis of the obtained characteristics of detecting fluctuating radar signal with a receiver which is based on the two-contrast method it is shown that when the threshold value of the contrast function z = 1 the two-sided contrast method gains non-parametric properties consisting in the independence of the false alarm probability on the unknown distribution of noise interferences. Analytical expressions are obtained demonstrating that in contrast to the known non-parametric methods the two-sided contrast method during the detection of the fluctuating pulse signal against the background of normal non-stationary and strongly correlated noise interferences with unknown power provides independence of the false alarm probability on a priory unknown non-stationarity parameters and cross-period correlation coefficient retaining high interference immunity of the signal detection.     

基于瞬态极化统计量的微弱信号检测及优化算法设计

 针对窄带极化雷达系统,首先给出了极化聚类中心的统计分布函数,构造了GLRT检测似然比,据此提出了特征极化基下的微弱信号检测算法,同时计算出CFAR检测概率的解析表达式.然后通过极化基变换的方法证明了所选极化检验统计量分布具有极化不变性质,解决了一般极化基下的微弱信号检测问题,并给出了此种检测方案的优化算法.最后,我们通过仿真分析了此种检测算法的性能,结果说明低信噪比下新算法可以很大地改善雷达系统的检测性能,对于反隐身、预警和空间探测等领域有着重要的指导意义.