雷达恒虚警目标检测处理技术综述

恒虚警处理技术作为雷达自动检测系统中非常重要的一种目标自动检测方法而被广泛深入研究。首先介绍了几种高斯与非高斯背景下经典的恒虚警检测技术,分析不同应用背景的恒虚警检测器的选取;然后介绍了与背景分布无关的非参量恒虚警算法以及变换域恒虚警处理、多维信息联合、多传感器分布式检测、极化恒虚警等现代目标检测恒虚警处理技术;最后,对未来雷达恒虚警检测技术进行展望,为恒虚警技术的创新与应用提供参考方向。     

利用非参量恒虚警率抑制雷达杂波

在雷达信号处理中,最重要的是消除杂波噪声,检出目标,提高识别率。为此正在研究杂波的统计特性。作为抑制杂波的方法,已知依赖于杂波振幅强度分布的恒虚警率(以下简称CFAR)回路比较有效。这里提出了应用不依赖杂波振幅强度分布的非参量方法抑制海杂波,实验证明,在不规定杂波振幅强度分布时非参量方法有效。从距离方向杂波信号的随机性着眼,对距离方向进行非参量恒虚警率处理,可以抑制雷达杂波,提高对杂波中舰船的检测精度     

一种基于方差的恒虚警算法

介绍了一种可执行自适应门限检测的恒虚警（CFAR）算法，它综合了著名的CA-CFAR，SO-CFAR和GO-CFAR处理方法，由参考滑窗口中的数据计算出二次均值即方差（VID），然后来选择恒虚警处理算法，VI-CFAR是可以根据参考窗动态适应背景的估计算法，它在均匀环境下具有优秀的CFAR性能和非均匀环境下的稳定性。     

基于ADS的噪声恒虚警检测仿真

雷达信号的恒虚警检测是雷达信号处理的重要组成部分.首先阐述了两种基本检测器的原理与性能,以及针对实际情况所采用的恒虚警处理技术.在此基础上,利用ADS(advanced design system)仿真技术建立某星载雷达接收机模型,模拟回波信号经过接收机的工作情况,通过蒙特卡罗仿真法对输出信号进行噪声恒虚警检测,获得了更接近真实环境的检测曲线并对其进行分析,为进一步研究雷达系统性能提供了参考.     

一种基于排序数据方差的恒虚警检测器

为了充分利用参考单元信息,减少恒虚警(CFAR)损失,基于有序统计(OS)方法和排序数据方差(ODV)方法提出一种新的恒虚警检测器(MOSODV),它的前沿和后沿滑窗分别采用OS和ODV产生2个局部估计,然后取二者之和作为背景功率水平估计.在Swerling II型目标假设下,推导出MOSODV在均匀背景下虚警概率的解析表达式,并与其他CFAR方法进行了比较.仿真结果表明,MOSODV在均匀背景及多目标环境中均具有较好的性能,而杂波边缘环境中,MOSODV也保持了比较好的虚警控制能力.     

一种新的基于CM和CA的恒虚警检测器

文中基于删除平均（CM）方法和单元平均（CA）方法．提出了一种新的恒虚警检测器（CMCAGO-CFAR）。它采用CM和CA方法产生两个局部估计，再取二者的最大值作为背景噪声功率水平估计。在SwerlingⅡ型目标假设下。文中推导出CMCAGO-CFAR在均匀背景下虚警概率Pfa和检测概率Pd及多目标环境下检测概率Pd的解析表达式，并与其它方案作了比较。分析结果表明CMCAGO的优势主要体现在非均匀背景中，它在杂波边缘的虚警控制能力明显优于OS，对多目标干扰也呈现了较好的鲁棒性，它以均匀背景中较小的代价换取在多目标干扰情况下检测性能的较大提高。     

基于实测数据的单元平均CFAR检测器性能分析

主要介绍了均值类CFAR算法中的3种经典算法在均匀杂波背景和多目标环境下采用仿真方法进行检测性能对比。在此基础上,基于导航雷达对海探测实测数据,对均值类CFAR检测器中最为经典的单元平均CFAR检测器进行性能分析与验证,为均值类CFAR检测器的使用提供参考。     

Pearson分布杂波背景下均值类恒虚警检测器的性能分析

文中研究Pearson杂波背景下的CFAR检测问题。推导出CA、GO和SO三种CFAR检测器在Pear—son分布杂波背景下虚警概率的初等函数表达式,证明了它们在Pearson分布杂波背景下仍具有恒虚警性能。全面分析了这三种均值类检测器在均匀背景和非均匀背景下的性能。结果表明SO-CFAR在均匀背景和多目标干扰情况下均具有最好的检测性能,而GO-CFAR则在杂波边缘情况具有更好的虚警控制能力。     

基于频谱分析恒虚警技术的脉冲多普勒引信

脉冲多普勒引信体制兼有脉冲和连续波两种引信体制的优点，使之具有对抗地、海杂波和背景干扰能力及良好的低空作战性能。提出了在时域上通过计算和比较回波信号的强度，达到对抗有源／无源人工干扰的目的，在频域上应用恒虚警处理技术抑制杂波干扰。     

一种新的雷达引信多门限频域恒虚警率检测算法

提出了一种新的雷达引信多门限频域恒虚警率检测算法。该算法根据雷达引信目标的运动特征,在传统的时域双门限检测基础上,增加了时域和频域门限判别条件,即采用多门限检测技术抑制引信工作的虚警率。仿真及实测结果表明,采用上述检测算法的引信实现了低信噪比条件下对目标的可靠检测,虚警率低。算法设计还充分考虑了检测的实时性,且具有易于工程实现的优点。     

频率步进雷达对运动小目标的检测方法研究

频率步进雷达因其独特的优势而广泛应用于弹载制导,如何实现该体制雷达对运动目标的有效检测一直是人们关注的热点。论文从原理上讨论了频率步进雷达在强杂波背景中对运动目标的一种检测方案,给出了这个方案在实际应用中的波形设计原则以及回波信号的处理步骤,并用计算机仿真验证了该方案的可行性。     

两种机载雷达的地杂波模型与仿真方法

本文讨论了机载雷达的地杂波模型及其仿真问题.首先分析了机载雷达回波中地面杂波的多普勒特性和散射特性,然后在R.Klemm杂波模型的基础上,以空时二维功率谱的形式讨论了机载预警雷达和机载合成孔径雷达各自的地杂波能量分布特点,并且给出了地杂波在这两种情况下的简化信号模型及其仿真方法,具有简便性和实用性.最后,利用某项目试验数据和某型机载试验雷达的实测数据对这两种模型进行了检验,结果证明了该模型的合理性.     

递推式空时自适应滤波器的研究

本文针对预警机雷达,提出了一种递推式空时二维自适应滤波器.此滤波器采用改进的随机梯度(M-LMS)递推算法,不需要计算杂波协方差矩阵及其逆矩阵,保留了系统自由度.仿真结果表明此算法具有较快的收敛速度,滤波性能较好,便于实时处理等特点.     

一种双模杂波抑制的准自适应MTI系统

雷达自适应杂波抑制的算法及其工程实现是雷达信号处理系统的一个重要问题。本文首先从理论上讨论了一种基于最大平均改善因子准则的动目标显示滤波器最佳权矢量的计算方法,然后从工程实现的角度提出了一种简单实用的具有双模杂波抑制能力的准自适应动目标显示系统,并将该自适应杂波抑制算法应用到实测雷达数据上,实验结果表明该算法对真实雷达回波中的杂波具有有效的抑制作用。     

末制导雷达目标检测概率的仿真计算

应用Nrad修正的海面回波反射强度GIT模型,对不同海况级数和不同海面风向角条件下的海面回波反射强度进行了计算,在此基础之上根据瑞利海杂波分布背景下雷达目标检测概率的计算模型,给出某型末制导雷达目标检测概率与海浪级数、风向角以及目标雷达截面积之间的变化关系曲线.     

海杂波下小目标检测的修正莫利特分布方法

针对雷达在海杂波环境下小目标检测困难的问题,提出了基于修正莫利特( Morlet)分布的检测方法.对海杂波存在目标和没有目标两种情况下进行时频分析,其时频分布图表现出明显的特征差异,在没有目标时,时频分布图比较发散,存在目标时,时频分布图为较集中且与目标多普勒频移对应的最优曲线.修正Morlet分布检测方法通过邻域最大值查找算法得到该最优曲线,并取该最优曲线所有点的和值作为判断目标存在与否的依据.通过实测数据对固定目标、匀速运动目标和机动目标的仿真表明:与经典CFAR检测方法相比,该方法能够提高海杂波环境下固定目标和机动目标检测性能2～3 dB.     

反导预警体系雷达装备能力提升贡献率评估

为评估武器装备对作战效能提升的程度,对某型雷达在反导预警体系作战的能力贡献进行研究。根据反 导预警体系中雷达性能及任务对应关系,给出装备能力提升贡献率的定义,通过构建反导预警体系雷达装备能力提 升贡献率评估指标体系,提出装备单项指标能力提升贡献率计算和不同类型指标在体系中能力值的求解方法。最后 通过仿真实例验证该求解方法的合理性。     

一种基于显著性的红外弱小目标检测方法

红外弱小目标检测是目标识别等领域的研究热点。考虑到红外弱小图像中目标信噪比较低,且成像目标的尺度变化较大,构建一种同时考虑局部显著性特征和全局显著性特征的红外弱小目标检测框架。构建一种基于多尺度卷积核的显著性目标检测算法,将该算法与谱残差算法分别进行显著图计算;在得到局部和全局显著图后,采用形态学方法进行显著图的融合以及自适应阈值方法进行二值分割。在给定的公开数据集上的实验结果表明,该方法相对于基准的显著性算法,在目标检测的准确性和虚警率上均有明显优势。     

基于概率定义扩展样本的机载雷达空间和时间相关海杂波数据仿真方法

海杂波背景下的目标检测性能是机载预警雷达的重要指标之一。为了给机载雷达海杂波抑制方案的有效设计提供数据来源,需要仿真模拟出满足实际分布特性和相关性的海杂波。针对实测海杂波数据具有的显著时间相关性和空间相关性,提出了一种新的海杂波数据产生方法。该方法基于概率密度定义及相关性的本质,运用蒙特卡罗思想和Cholesky分解来产生空间和时间相关的海杂波。这种方法不仅简化了海杂波数据产生流程,同时提高了海杂波幅度和相关性吻合效果。分别利用实测和仿真数据验证了所提方法的有效性。