组网雷达检测概率研究

分析了单部雷达对非起伏目标和起伏目标（Swerling Ⅰ～V）的检测概率与检测因子的关系,对多部雷达的检测概率进行融合,研究并比较了组网雷达与单部雷达的检测概率及检测范围.对基于单脉冲雷达和多脉冲积累雷达的检测概率仿真分析表明,在一定的虚警概率下,组网雷达提高了对目标的检测概率,相同的发现概率下的组网探测距离大于单部雷达探测距离.     

小型化高频地波雷达舰船目标检测方法

针对OSMAR2003型小型化高频地波雷达系统的目标检测问题,讨论了对小型化高频地波雷达系统低信杂比回波信号的优化处理过程,给出了一种峰值检测后同时在距离域、多普勒域和波束域进行联合的三维联合恒虚警( CFAR)目标检测方法,利用高分辨力测向算法对检测到的目标进行方位估计,然后利用最邻近法进行目标关联得到目标点航迹,最后结合小型化高频地波超视距雷达的实测数据验证了三维CFAR检测器的有效性。     

连续波频率调制雷达频域恒虚警检测的研究

光纤光耦合技术及数字处理技术的进步使得基于光纤连续波频率调制(FMCW)雷达技术快速发展。针对激光雷达时域信号处理在远程目标探测中的不足,根据雷达传统时域中的多重门限以及FMCW雷达回波频谱的特点,使用了频域恒虚警率(Constant False Alarm Rate,CFAR)目标检测技术。该CFAR技术是基于对回波信号进行时频变换,并对其结果进行解析,得出目标的距离及速度信息,实现在恒定虚警概率的前提下最大化提高系统的探测率。     

组网雷达对隐身飞机的探测概率研究

设计了隐身飞机采取S 机动通过分层部署式、环形雷达网的作战场景,得到了飞机相对每部雷达的动态雷达散射截面积;然后,采用swerlingI 型雷达检测模型,计算了单部雷达的检测概率;最后,采用秩K 判断准则,得到不同秩下,组网雷达的联合探测概率和虚警概率。当秩K =2 时的六雷达组网系统,具有较高的检测概率,较低的雷达虚警概率。该文对于雷达组网对隐身飞机的探测、隐身飞机突防具有一定的指导意义。     

基于对数行列式散度与对称对数行列式散度的高频地波雷达目标检测器

高频地波雷达(HFSWR)利用电磁波绕射原理进行目标探测,具有超视距的特性。然而,探测距离的增加会使得雷达目标回波能量减弱,进而使得雷达探测能力下降。为了改善高频地波雷达的探测性能,该文提出了一种基于信息几何理论的局域联合矩阵恒虚警率(CFAR)检测器,利用信号在角度、多普勒速度和距离的多维信息进行检测;并使用对数行列式散度(LDD)和对称对数行列式散度(SLDD)代替黎曼距离(RD)作为距离度量。最后,实验结果验证了该文提出的检测器能够有效地改善雷达对目标的检测性能。     

雷达组网协同探测范围研究

协同探测具有增加稳定跟踪距离、提早建立目标航迹等优点。当目标为起伏目标时,不同雷达在同一时刻观测到起伏目标的 RCS 相关性未知,传统的检测融合公式不再适用。在分析目标 RCS 起伏特性的基础上,提出了多雷达组网对起伏目标的联合检测概率计算模型,根据不同雷达探测起伏目标截面积间的相关程度和分布式检测融合算法,计算获得了雷达组网协同探测稳定跟踪目标的距离范围。通过仿真实验验证了算法的有效性,仿真结果可为雷达网布站提供依据。     

雷达组网协同探测试验航次数量设计改进

雷达组网协同探测试验是在实际的外场环境下,利用实装飞机作为目标,测试两部同型雷达对目标协同探测的稳定跟踪距离。通过对传统航次数计算方法进行分析,发现其将距离取样间隔内检测概率的变化视为线性变化,当距离取样间隔增加时,数据评估的检测概率与实际雷达检测概率间出现明显误差,使得统计结果的可靠性下降,提出一种试验航次数量改进算法,该方法能够实时计算检测概率误差并进行修正,选择最佳距离取样间隔,在确保样本量的前提下获得合理的航次数量,节约了试验成本。     

一种改进的噪声门限检测方法

本文基于雷达目标回波信噪比与距离的四次方成反比的物理原理,提出了一种检测门限系数随距离减小而增加的噪声电平恒虚警检测方法。该检测方法可以实现在保证目标检测概率变化不大的条件下进一步降低雷达检测区域的平均虚警概率,或者在保证雷达探测区域内平均虚警概率满足需要的条件下进一步降低雷达远区检测门限,增加雷达远程探测能力,从而提高雷达全区域综合检测性能。     

基于窗口参数估计的距离扩展目标CFAR检测

雷达在探测目标时,若目标尺寸远大于雷达的距离分辨率,会在距离维上呈现出距离扩展目标特性,采用传统的点目标检测方法因无法利用全部能量而造成检测性能下降。本文针对距离扩展目标检测问题,以外辐射源雷达为背景,首先建立了外辐射源雷达距离扩展目标回波模型,提出了基于最大广义信噪比准则的距离扩展窗口参数估计方法来预估距离扩展目标的位置与宽度;为进一步判断窗口内是否为目标,研究了距离扩展窗口内的模糊恒虚警率（CFAR）检测算法,仿真比较了基于不同积累准则对各类起伏目标的模糊CFAR检测性能,并与传统的二进制积累CFAR比较,表明在均匀噪声环境和多目标环境下,基于模糊代数积积累的模糊CFAR检测性能均最优。最后结合外辐射源雷达舰船目标探测实验的实测数据处理结果,证明了基于模糊代数积积累的模糊CFAR具有最优的检测性能。     

脉冲多普勒雷达信号处理机中CFAR检测的仿真研究

CFAR检测器是雷达信号处理机中的重要组成部分。本文对脉冲多普勒雷达信号处理机中的CFAR检测器进行了仿真研究。给出了信号处理机中CFAR检测器的设计方案,对邻近单元平均恒虚警处理中的虚警概率、发现概率和恒虚警处理损失等问题进行了研究。分析了有限的参考单元数对虚警性能的影响,并给出了修正的门限系数。得出了不同参考单元数下的恒虚警损失,及恒虚警损失与相对门限系数之间的关系。得到了一定发现概率下所要求的信号处理机的输入信噪比。研究了信号处理机中其它部分对恒虚警处理性能的影响,如脉冲压缩对虚警率的影响等。     

采用自适应功率回归门限设定的HF雷达舰船探测

高频（HF）雷达能够探测和跟踪极远距离上的目标。但是，包含外部噪声、各种不同杂波和干扰的信号环境将大大限制探测性能和系统能力。文中研究了一种新方法来解决复杂HF雷达信号环境中的目标探测问题。该方法采用传统的恒虚警率（CFAR）检测方法，但其门限设置是基于沿距离和多普勒单元功率谱值的回归分析。就中，CFAR检测试验规则与局部峰值测量方法相结合。文中所提探测方法已经真实HF雷达数据试验，得到了很有前景的结果。     

基于AWD和EBD的认知雷达序贯信号检测

研究了认知雷达在扩展目标假设下,目标冲激响应未知时的信号检测问题。根据认知雷达闭环结构的特点,基于最大似然(ML)准则完成了对目标冲激响应的序贯估计,并结合自适应波形设计(AWD)和检测前估计(EBD)方法,提出了一种迭代更新目标冲激响应估计和发射波形的序贯检测算法。由理论分析和仿真结果可知,该算法对目标冲激响应的估计精度以及在近似恒虚警检测(CFAR)准则下的实际检测概率,均随着认知雷达循环次数的增加而提高,且估计的检测概率随着目标冲激响应估计精度的提高逐渐逼近实际检测概率,从而有效提高了决策的可靠性。     

高频地波雷达协同检测新方法

电离层杂波、海杂波以及射频干扰的存在造成高频地波雷达目标检测上的困难。针对高频地波雷达的极化特性和目标在距离-多普勒谱中的扩张特性,先设计一种改进的二维恒虚警检测算法,后将该方法与极化处理方法融合设计一种新的协同检测算法,该检测算法实现了能量域和极化域的协同检测,突破传统极化检测方法计算复杂等问题。高频地波雷达实测数据中的仿真和检测结果表明:在电离层杂波背景中,协同检测算法性能优于恒虚警方法。     

距离-速度同步干扰环境下的目标检测

针对距离-速度同步干扰,首先基于多普勒滤波器组和恒虚警率(CFAR)检测技术得到目标检测决策,并结合目标检测决策建立雷达回波的速度-时间数据矩阵。随后分析了目标和干扰的特征差异,基于超快霍夫变换(VFHT)提取雷达回波的目标特征霍夫空间。最后根据该霍夫空间采用CFAR检测技术对目标检测,从而形成基于距离-速度同步干扰抑制的目标检测方法。与常规快速霍夫变换(FHT)相比,提出的VFHT具有更高的计算效率。同时,该方法由于在雷达数据处理层面进行目标检测,不需要改变雷达系统的信号处理结构,大大降低了雷达装备成本。理论仿真表明在同样的目标检测性能前提下,基于VHFT的目标检测算法所需的信噪比要求放宽了10 dB以上,为弱目标回波信号环境中的应用奠定了基础。     

基于速度模板匹配的扫描间杂波抑制方法

针对雷达杂波中单帧检测虚警概率高的问题,提出了基于速匹配的扫描间积累杂波抑制方法。该方法首先根据场景中目构造不同速度和加速度的运动模板,覆盖所有可能的目标运动。用不同的模板去匹配场景中的运动目标,实现目标的二元积累决,积累过程中根据多普勒信息对CFAR点迹进行辅助判决,进一步除雷达杂波虚警对扫描间积累性能的影响。最后,通过实测海杂验证所提方法的有效性。针对雷达杂波中单帧检测虚警概率高的问题,提出了基于速度模板匹配的扫描间积累杂波抑制方法。该方法首先根据场景中目标运动特征构造不同速度和加速度的运动模板,覆盖所有可能的目标运动轨迹。利用不同的模板去匹配场景中的运动目标,实现目标的二元积累和检测判决,积累过程中根据多普勒信息对CFAR点迹进行辅助判决,进一步剔除雷达杂波虚警对扫描间积累性能的影响。最后,通过实测海杂波数据验证所提方法的有效性。     

海杂波下的双门限恒虚警目标检测新方法

 相参雷达海杂波实测数据拟合结果表明,其能量在多普勒域的分布是变化的.各多普勒频率分量的幅度可分别用瑞利分布和威布尔分布来描述其分布规律.据此提出一种双门限恒虚警(CFAR)检测器,其采用级联结构实现,具有恒虚警性能,运算量与列窗检测器相当,但检测性能得到大大提升.采用实测海杂波与仿真目标信号进行蒙特卡洛实验,在保持虚警概率10^-5,检测概率大于90%的条件下,相对列窗检测器,信噪比改善大于9dB,具有很好的工程应用前景.     

不同目标类型之间雷达探测距离换算的研究

在虚警概率恒定、检测概率可变的假设条件下，系统研究了不同目标类型之间的雷达探测距离换算问题，推导出一套较为完整、且便于雷达装备型号论证、作战效能评估以及部署优化等实际工程应用的换算公式。误差分析表明，推导出的距离换算公式的最大点误差小于，完全满足实际工程应用对探测距离估算精度的要求。     

基于CFAR⁃CNN的轻量级海上目标检测

针对海防雷达分辨率低、实时性要求高及传统CFAR算法难以满足日益精细的现代化战争需求的问题。本文将传统的CA?CFAR算法融入到计算机视觉的两阶段目标检测框架中,形成了一种轻量、高效的雷达实时目标检测算法。首先使用低门限CFAR（Lo?CFAR）来判断诸多潜在目标的真实位置或虚警位置。然后,根据点迹位置信息和雷达回波距离?方位图做数据切片。最后,采用高性能分类器对数据切片进行训练。实测数值实验表明：与传统CFAR,Faster R?CNN算法相比,所提方法在提高检测概率、抑制虚警和轻量时效性方面有显著优势。     

基于恒虚警的高频地波雷达低速目标检测研究

海杂波背景下的高频地波雷达低速移动目标检测比较复杂,单独运用某种检测方法往往无法有效检测目标且导致很高的虚警概率.基于目标在距离多普勒谱图上的特征,提出了结合峰值检测技术、并同时在频域的多普勒向和距离向进行恒虚警检测的三级目标检测方案,进而利用不同海态等级下的模拟海杂波对该三级目标检测方案的性能进行仿真分析,仿真结果均符合理论上的整体虚警率分析并得到了较高的检测概率.最后该方法成功用于武汉大学的OSMAR高频地波雷达的目标实验数据,显示了较高的工程应用价值.     

复杂电磁干扰下组网雷达检测概率研究

在复杂电磁干扰环境下,对多部雷达的检测概率进行融合,建立了组网雷达的检测概率模型.比较了在有无复杂电磁干扰环境下的组网雷达与单部雷达的检测概率及检测范围.仿真分析表明,组网雷达的检测概率优于单部雷达,在受复杂电磁干扰的条件下,其检测概率呈方向性下降.对于组网雷达,只有对网内所有雷达实施大功率干扰,才能有效降低组网雷达的探测空域.