低空监视雷达复杂环境下的最优CFAR设计

基于低空监视雷达在复杂背景环境中的回波特性,归纳了3种典型的雷达回波背景环境:高斯杂波背景、多目标背景以及非高斯杂波背景,通过分析这3种杂波背景中的最优恒虚警方案,并针对有序统计类恒虚警提出了一种实时排序算法,最后根据上述方案和算法,设计了一种参数化的通用恒虚警率检测器,使之能根据雷达所处的环境进行重构,对该通用恒虚警检测器的测试证明该IP-Core能够明显地改善雷达系统的环境适应性和检测性能。     

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.     

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。     

基于局部累积概率密度函数估计的CFAR检测门限获取新方法

在恒虚警率（CFAR）检测中,传统基于全局概率密度函数（GPDF）估计获得门限的方法,受模型失配或参数估计误差的影响可能致使恒虚警率性能恶化。为解决该问题提出了基于局部累积概率密度函数（LCDF）估计的非模型化CFAR检测门限获取方法,对影响虚警的杂波幅值较大部分采用简单多项式逼近,根据检测门限、虚警概率、LCDF之间的关系计算门限,最后利用仿真数据和实测数据验证了该方法的有效性。实验结果表明,该方法不仅能保持较好的恒虚警率性能,而且克服了传统方法基于模型假设的局限性。      

基于谱范数的矩阵CFAR检测器

基于信息几何的矩阵恒虚警率（Constant False Alarm Rate,CFAR）检测器为雷达目标检测问题提供了新的解决思路,其主要组成部分是均值矩阵的估计和检测统计量的计算,且检测性能与矩阵流形上的几何测度有紧密关系.现有的信息几何测度都是从Frobenius范数考虑,本文则基于谱范数考虑了矩阵流形上的几何测度和均值矩阵估计问题.将均值矩阵估计问题转化为矩阵流形上的优化问题,根据目标函数的性质得到了计算简便的近似均值矩阵.利用不同方法得到的均值矩阵,提出了几种新的基于谱范数的矩阵CFAR检测器.通过检测势分析和仿真实验验证了其检测性能优于现有的其他矩阵CFAR检测器,复杂度分析也表明了其计算复杂度低于现有的其他矩阵CFAR检测器,为海杂波背景下的雷达目标检测提供了新的有效技术手段.     

相参雷达时频域CFAR检测门限获取方法研究

相参雷达体制下采用时频域处理的CFAR检测器面临的一个共性问题就是由于时频域杂波模型与实际不匹配,以及数据样本有限导致的模型参数无法准确估计,进而导致实际检测器性能总是与理论设计有较大差距.为此,本文通过分析相参雷达时频域恒虚警(CFAR)检测门限与虚警概率的函数关系,提出一种基于最小二乘拟合的检测门限获取方法,并给出了其工程实现途径.最后,采用实测数据对该方法进行检测性能仿真实验,实验结果表明,提出的检测门限获取方法有效可行,具有很好的工程应用前景.     

基于动态有序矩阵的外辐射源雷达CFAR算法

外辐射源雷达采用不可控的第三方辐射源,其电磁传播条件复杂,尤其是在低空目标探测中,检测性能极大地受到杂波特性的影响,使得传统恒虚警算法性能明显下降.为了改善检测性能,该文提出一种基于雷达杂波空间划分的动态有序矩阵恒虚警检测算法(DOM-CFAR).该算法将杂波空间从距离和多普勒维进行划分,构造为有序矩阵,再根据背景杂波变化进行动态极值替换、提取杂波估计中值用以计算检测阈值,从而使得检测算法阈值可动态适应杂波功率变化.仿真和实测结果表明,该算法可以在均匀杂波、多目标和杂波边缘等复杂情况下保持稳定的检测性能.     

基于动态有序矩阵的外辐射源雷达CFAR算法

外辐射源雷达采用不可控的第三方辐射源,其电磁传播条件复杂,尤其是在低空目标探测中,检测性能极大地受到杂波特性的影响,使得传统恒虚警算法性能明显下降。为了改善检测性能,该文提出一种基于雷达杂波空间划分的动态有序矩阵恒虚警检测算法(DOM-CFAR)。该算法将杂波空间从距离和多普勒维进行划分,构造为有序矩阵,再根据背景杂波...     

地杂波对雷达目标检测性能的影响分析

从随机变量熵的角度，提出了计算不同分布的地杂波对雷达目标检测性能影响的定量计算方法。并以正态噪声为参考，以指数分布杂波和瑞利分布杂波为例，计算了在相同的压制干扰效果下，其相对于正态噪声的功率值。     

基于数字技术的雷达恒虚警电路设计与实现

介绍一种用数字技术设计和实现的雷达恒虚警处理方法,目的是探讨用数字方法实现雷达恒虚警处理中的效果及可行性。理论分析及实践表明,用数字技术设计和实现的雷达恒虚警处理比其它模拟方法性能优越,接收机内部噪声起伏可降低到3分贝以下。     

蒸发波导对舰载雷达超视距干扰的影响

舰载雷达常利用蒸发波导实现对海上目标的超视距探测,同样蒸发波导也会对有源干扰性能产生影响。针对舰载雷达干扰对抗,基于蒸发波导区域预报数据和雷达干扰方程,对舰船自卫干扰方式的雷达回波功率、干扰功率、干信比等进行了仿真计算和分析,并获得干扰设备在蒸发波导环境中的合理布设区域。结果表明:合理利用蒸发波导条件,可形成对雷达的超视距干扰。评估海上蒸发波导环境下雷达的干扰性能,可为雷达对抗提供辅助决策信息。     

一种非平稳复杂环境下的自适应恒虚警算法

针对当前恒虚警算法在非平稳强干扰环境下检测适应性能较差的问题,提出了一种自适应恒虚警检测方法。该算法利用二阶统计假设与Shapiro-Wilk检验得到具有均匀分布的杂波背景估计,并且结合频域加窗处理方法,对超高射速脱壳弹弹丸多目标回波进行处理,消除了卡瓣频谱干扰的影响。实测数据表明,该算法不需要任何关于背景环境的先验信息,可以适应多种回波数据,实现了在复杂强干扰环境中对目标的精确检测。     

一种复杂环境下改进的SAR图像双边CFAR舰船检测算法

双边恒虚警率(BCFAR)检测算法通过高斯核密度估计器计算出合成孔径雷达(SAR)图像的空间信息,并将它与图像的强度信息相结合得到联合图像以进行目标检测。相较于只使用强度信息来进行目标检测的经典CFAR检测算法,双边CFAR有着更好的检测性能和鲁棒性。然而,在复杂环境下出现连片的高强度异质点时(例如防波堤、方位模糊和幻影等),核密度估计器计算出的空间信息会出现较多误差,这会导致检测结果中出现大量虚警。此外,当遇到相邻像素点间相似度较低的弱目标时,双边CFAR会发生漏检。为了有效改善这些问题,该文设计一种复杂环境下改进的SAR图像双边CFAR舰船检测算法(IB-CFAR)。该文所提IB-CFAR主要分为3个阶段来实现,分别为基于非均匀量化法的强度层级划分、强度-空间域信息融合、杂波截断后的参数估计。基于非均匀量化法的强度层级划分可以提升弱目标的相似度和对比度信息,从而提升舰船检测率。强度-空间域信息融合在于将空间相似度、距离向和强度等信息进行融合,在进一步提升检测率的同时对舰船的结构信息进行精细化描述。杂波截断后的参数估计可以去除背景窗口中连片的高强度异质点,最大限度地保留真实海杂波样本,使参数估计更加精确。最后,根据估计出的参数建立精确的海杂波统计模型以进行CFAR检测。该文使用高分3号和TerraSAR-X数据来验证该算法的有效性和鲁棒性。实验结果表明,所提出的算法在包含较多密集分布的弱目标环境下表现良好,在此类环境下能获得97.85%的检测率和3.52%的虚警率,相比于现有的检测算法,检测率提升了5%,并且虚警率降低了10%,但在弱目标个数较少且背景十分复杂的环境下,则会出现少量虚警。      

复杂电磁环境下的雷达对抗问题

随着电子技术的不断发展及其在军事上的广泛应用,未来战场的电磁环境将十分复杂。复杂电磁环境对雷达作用的正常发挥提出了更高的要求,复杂电磁环境下的雷达对抗问题成为当前研究的焦点。从防空兵面临的复杂电子对抗环境出发,研究了当前几种典型的雷达干扰手段,分析了其战术使用方式,提出了雷达抗干扰的几项评估指标,最后从频域、能域、时域3个角度,提出了复杂电磁环境下雷达对抗的发展方向。     

舰载雷达发射机柜的隔振设计

以发射机柜的隔振设计为对象,简述了机械振动对电子器件的危害,主要分析了机柜隔振设计的途径与方法,提高系统的抗振能力,并以实验结果证实了隔振设计的可靠性。     

一种舰载雷达海杂波抑制方法

舰载雷达在探测海面目标时由于强海杂波环境的影响,降低了雷达对海面目标的检测和定位跟踪性能。为了有效抑制海杂波、凸显有用目标,文中对海杂波的概率密度分布、时间相关性和频率相关性等特性进行了分析,并提出了雷达系统设计、自适应CFAR、扫描圈间积累和频率捷变等几种抑制海杂波的方法。实录雷达数据处理结果表明,文中的方法能显著提高舰载雷达的海面目标检测能力。     

多基地雷达中双门限CFAR检测算法

针对多基地雷达系统,该文为解决传统集中式检测算法数据传输率大的问题,根据广义似然比检测算法和自适应匹配滤波算法,提出两种双门限恒虚警率检测器：双门限广义似然比检测器和双门限自适应匹配滤波检测器。首先各个局部雷达站将超过第1门限的局部检验统计量传送到融合中心。然后融合中心根据局部雷达站传送的数据计算融合后的全局检验统计量,并与第2门限比较,得到最终的判决结果。在各空间分集通道的信杂噪比假设相同的条件下,给出了双门限自适应匹配滤波检测器的虚警概率和检测概率的解析表达式。仿真结果表明,两种双门限检测器在低数据率传输时能够保持较好的检测性能。     

复杂电磁环境下雷达信号分选技术

在分析PDW各参数特点以及几种常用的脉冲串PRI分选算法的基础上,提出一种工程上较为实用的雷达信号分选的方法。该方法采用PDW预分选聚类和PRI主分选相结合的方法,首先根据PDW参数的特点进行预分选聚类,接着进行基于SDIF的信号主分选,最后对分选后的信号进行参数分析和辐射源确认。通过仿真算法验证,该方法是正确的。     

复杂电磁环境下的雷达反干扰技术

现代战争中雷达面对的作战对象和所处的战场环境具有了更大的挑战,其中,雷达反干扰(ECCM)技术已成为业界的一大热点。文中针对现代战场设定与复杂电磁环境之间的对应关系给出了量化等级定义,分析了临近空间等新型目标空间变化、电磁特征和自身运动规律特点,综合分析现阶段雷达和干扰双方的优势与缺点,提出了雷达反干扰的有效措施和切实解决方法,展望了未来雷达和对抗双方的体制及技术发展的趋势。