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。     

一种距离扩展目标的稳健检测算法

针对距离扩展目标稀疏分布的一般情况,提出了一种改进的基于有序统计的广义似然比检测的稳健算法。该算法采用“或规则”,对各种有效距离单元数量假设条件下得出的OS-GLRT检测算法的判决结果进行融合,从而克服了OS-GLRT检测算法对有效距离单元数量估计值比较敏感的问题。所得到的修正OS-GLRT检测算法无需估计有效距离单元数量。通过理论分析证明了恒虚警率性。通过Monte Carlo仿真进行性能分析,说明修正OS-GLRT检测算法的有效性和鲁棒性。由于修正OS-GLRT检测算法无需事先估计有效距离单元的数量,因此便于实际操作。      

基于删除平均和单元平均的CFAR检测器性能分析

基于删除平均(CM)和单元平均(CA),提出了一类恒虚警率(CFAR)检测器,其采用CM和CA产生局部估计,再对局部估计进行平均、选大、选小等逻辑运算实现对杂波功率的估计。分析了所提3种检测器的在均匀和非均匀背景下的检测性能。结果表明,在均匀背景和多目标环境下,对局部估计进行平均的检测器性能最优。     

距离扩展目标的双门限恒虚警检测器及性能分析

针对普通积累检测器检测稀疏散射点目标存在坍塌损失以及依赖于散射点密度的二元积累(SDD-BI)检测器检测密集散射点目标存在信杂比损失的问题,该文充分利用目标的散射点密度及幅度信息,提出了一种距离扩展目标的双门限恒虚警检测器(DT-CFAR),在高斯杂波背景下推导了DT-CFAR虚警概率和检测概率与检测门限关系的解析表达式,并给出了最优第1门限的确定方法。仿真结果表明,DT-CFAR对不同散射点密度目标都具有较优的检测性能,并且对散射点密度估计失配具有鲁棒性。     

一种距离扩展目标的Hough变换检测器

针对宽带雷达信号得到的距离扩展目标在有较大运动速度时积累检测困难的问题,该文提出一种基于Hough变换的检测器(HTD)。利用距离扩展目标高分辨距离像信号的相邻回波之间信号具有较大相关系数这一特点,在互相关序号与相关时间2维平面使用Hough变换进行积累来检测目标。理论推导表明Hough变换检测器不需要目标散射中心分布的先验知识和目标的运动信息,具有恒虚警(CFAR)性能。计算机仿真实验表明Hough变换检测器具有比不依赖散射中心分布信息的广义似然比(NSDD-GLRT)检测器更好的检测能力。     

一种基于顺序统计量的距离扩展目标检测器

该文提出一种高斯白噪声中的距离扩展目标检测器。实际目标的宽带雷达回波能量往往集中于若干距离单元中,基于这一事实,对检测窗内的回波数据按能量降序进行排列,然后顺序进行能量积累和检测,直到做出判决为止。文中详细推导了检测器的虚警概率,给出了设置检测门限的方法。最后通过Monte Carlo实验,利用两类特殊能量分布方式的距离像和一个实际目标的实测距离像,对比分析了该文提出的基于顺序统计量的距离扩展目标检测器相对于能量积累检测器的性能。对于回波能量集中于少数距离单元的距离像,该文提出的检测器比能量检测器具有更好的检测性能。     

SIRV杂波下距离扩展目标CFAR检测器

在球不变随机向量(SIRV,Spherically Invariant Random Vector)的非高斯杂波背景下,提出了一种新的距离扩展目标检测器.给出了检测参数的简易确定方法,推导了虚警概率与检测阈值的解析表达式,证明了所提检测器的恒虚警率特性.仿真实验表明,在参数设置合理情况下,所提出的检测器性能远好于已有的两种距离扩展目标检测器.另外,随着阵元数、目标散射点个数及杂波尖峰的增加,检测器的性能得到提高;且该检测器对第三门限的选取和不同的杂波相关性均具有很好的鲁棒性.     

加权平均模糊恒虚警检测方法研究

在模糊逻辑检测中,利用对应于"有信号"与"无信号"2个隶属度进行判决,比统计检测方法更能充分利用参考单元所提供的信息,提高检测性能.该文将模糊逻辑和单元平均(CA)算法相结合,提出一类新的CFAR检测器,称之为加权平均模糊CFAR检测器(WCAF-CFAR),它的前、后沿滑窗均采用模糊CA方法计算出映射到虚警空间的2个隶属函数值,对这2个值进行加权获得总的背景功率水平估计.GO和SO均可看成是WCAF的特例.仿真结果表明,WCAF-CFAR在均匀背景和非均匀背景下均具有不错的检测性能.     

距离像先验引导的扩展目标检测方法

扩展目标检测通常采用距离像能量积累检测的方法,由于距离像信息掌握不完备,陷落损失会降低检测性能。本文提出一种距离像先验引导的扩展目标检测方法,通过利用距离像包络模先验,对信号进行积累以提升检测性能。该方法考虑了复距离像与复高斯白噪声的相干叠加与相位预测不准的因素,采用将观测数据取模的检测模型,基于似然比检测（Likelihood Ratio Test,LRT）理论推导了低信噪比下的特征平方匹配检测器。该检测器将目标复距离像的包络模与观测数据的包络模进行平方匹配,并通过门限判决来判断目标是否存在。包络模先验的获取是通过从ISAR图像提取二维散射中心,向对应姿态角下的雷达视线方向进行投影,来获得目标近似的一维散射中心模型,再由该模型进一步生成目标距离像的包络模先验。同时,本文从理论与实验两方面分析了能量检测器和特征平方匹配检测器之间的关系,通过散射中心模型重构与暗室测量的方法获取数据进行了实验验证。实验结果表明：在低信噪比下,距离像先验引导的特征平方匹配检测器能有效提升目标的检测性能,并且对先验模型失配的情况具有良好的适应性。     

基于视频积累的距离扩展目标检测

正确提取目标强散射中心,并对强散射中心的能量进行有效的积累,是高分辨率雷达距离扩展目标检测的关键.本文先根据最大信噪比原则估计出目标窗口,然后在此窗口中利用门限检测方法提取目标强散射中心,最后利用广义似然比方法推导了自适应单扫频周期径向积检测器.仿真结果表明比文献[1]提出的SSD-GLRT检测器的性能有较大的改善.     

分布式目标的子空间双门限GLRT CFAR检测

 研究了分布式目标在球不变随机变量杂波中的检测问题,提出了一种具有恒虚警特性的双门限广义似然比检测器。分布式目标建模为子空间信号,在距离维和多普勒频率维同时扩展.第一门限的作用是筛选信杂比高的待检测距离单元.将选出的距离单元进行能量积累并与第二门限进行比较做出判决.假设杂波协方差矩阵已知,构造了双门限检测器,并通过推导检测器虚警概率说明其具有恒虚警特性.将基于辅助通道数据的杂波协方差矩阵的估计值替换假设已知的杂波协方差矩阵,得到一个自适应检测器.通过Monte Carlo仿真进行性能分析,说明检测器的有效性和鲁棒性.     

距离扩展目标极化检测的比较研究

针对非起伏目标和瑞利起伏目标的单脉冲检测问题,建立了距离扩展目标的极化检测模型,导出了相应的极化检测器及其检测性能的解析表达式。在此基础上研究了雷达带宽、目标回波极化和目标径向尺度估计误差对检测性能的影响,并将本文的检测算法与二进制积累极化检测算法进行了比较研究。主要结论有:在特定的信噪比条件下,存在最佳带宽使得瑞利目标检测概率最大;窄带条件下确定极化和随机极化目标的检测性能差异较为显著,大带宽条件下二者检测性能相差约13dB;相对于过高估计目标径向尺度的情况,瑞利目标检测性能对目标径向尺度的过低估计更为敏感;二进制积累检测性能一般不及径向积累检测,但其性能差异较小。      

CFAR Detection Strategies for Distributed Targets Under Conic Constraints

In this paper we deal with the problem of adaptive detection of mismatched mainlobe targets and/or sidelobe interfering signals that are distributed in range. To this end, we investigate the impact of modeling the actual useful signal as a vector belonging to a proper cone with axis the nominal steering vector as a means to improve the robustness of the decision rule in presence of mainlobe targets; similarly, in order to improve the rejection capabilities of the decision rule in presence of sidelobe interferers we study the effects of replacing the usual noise-only hypothesis with a noise-plus-interferers hypothesis where interferers belong to the complement of a cone with axis the nominal steering vector. At the design stage we resort to the two-step GLRT-based design procedure; to this end, we assume that a set of training data is available, namely data free of signal components, but sharing the same Gaussian distribution of the noise in the cells under test. Remarkably, proposed detectors possess the CFAR property under the noise-only hypothesis. The performance assessment, conducted by Monte Carlo simulation, is aimed at assessing the effectiveness of proposed solutions, also in comparison to existing ones.      

一种双通道雷达恒虚警率处理方法

在分析双通道恒虚警率(CFAR)检测系统原理的基础上,以瑞利杂波分布为背景,建立了一个三元检测的数学模型,推导出线性检波下双通道CFAR检测器的虚警概率表达式。结合公式利用MATLAB仿真,定量分析了影响虚警概率的因素,并将其与单通道情况进行了比较,得出双通道的虚警概率是归一化门限与消隐门限的函数的结论。     

一种CFAR检测雷达的可控干扰新方法

针对目前常见恒虚警（CFAR）检测雷达干扰方法所产生干扰效果单一的问题,提出一种基于多相位分段调制的干扰方法。对该方法的基本原理进行说明,推导干扰信号的脉压输出结果,基于单元平均恒虚警检测方法,分析了该方法对CFAR检测雷达的干扰效果。最后进行仿真与分析,说明该干扰不仅可以形成压制干扰,还能够形成假目标欺骗干扰,并且通过对分路数、调制相位数以及调制相位值三个参数的变化,可以实现对假目标数与假目标幅值的控制,是一种灵活可控的干扰方法。     

一种基于小波变换的信号恒虚警率检测方法

基于噪声和信号在不同尺度下的特性,引入小波域中噪声置信度概念,利用删除技术CM(Censored Method)估计小波域中的噪声功率水平,采用软阈值处理,提出一种信号恒虚警检测方法。理论分析表明该方法在高斯噪声背景下具有恒虚警率特性,对不同杂波背景下的信号处理结果表明了该方法的鲁棒性。     

基于时频融合的分布式目标的恒虚警率检测

从双门限检测理论出发,将时域、频域双门限检测法结合起来,推导出一种基于时频融合的分布式目标的恒虚警率检测方法。以同一目标的两个不同角域的距离像检测为例,通过仿真验证了时频融合检测法具有较好的检测性能,并将其与时域、频域双门限检测法和广义似然比检测法进行了性能比较。结果表明：时频融合检测法优于广义似然比检测法;而与时域、频域双门限检测法相比,时频融合检测法对不同角域距离像具有良好的稳健性。     

基于图像处理的海面动目标DP 相参检测方法

海面动目标检测是对海搜索雷达的一种重要工作模式,由于受海杂波影响,采用常规的非相参处理检测动目标时效果不佳。文中提出了一种基于图像处理的低重复频率DP 相参检测动目标的方法。该方法利用图像分割提取技术,针对二维频谱图运用sobel 算子提取边界,将杂波区和清晰区精确分开,提高了海面动目标的检测能力,并通过实测数据证明了该方法有效性和可实现性。