噪声恒虚警处理电路的计算机仿真

雷达信号的恒虚警检测是雷达信号处理的重要组成部分.采用恒虚警处理技术,能够连续监视噪声或杂波平均电平的变化,及时调整检测门限电平,使其始终保持在最佳检测门限电平上,保持虚警率恒定.首先阐述了雷达信号恒虚警检测电路的设计原理和方法、评价其性能的纽曼-皮尔逊判决准则,然后利用MATLAB/simulink计算机仿真技术分析和研究了某机载脉冲多普勒雷达噪声恒虚警处理电路的工作情况,给出了单、双门限噪声恒虚警率处理电路的仿真模型和仿真结果.     

CFAR处理中检测门限系数的研究

雷达系统在进行恒虚警处理时,通常采用的参考单元数是有限的。此时若采用理论的检测门限,将使虚警率大大增加。本文中我们通过仿真的方法确定CFAR中的实际门限系数,研究有限的参考单元数对虚警性能的影响。给出邻近单元平均恒虚警,选大恒虚警,选小恒虚警与加权单元平均恒虚警等四种检测器在不同参考单元数下的门限系数值。同时得出了不同恒虚警率下的门限系数。     

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。     

一种提高MTI/MTD雷达检测概率的方法

MTI级联MTD是现代雷达普遍使用的抗杂波处理手段。由于MTI滤波器的幅频响应特性使得处理后的噪声背景不平稳,不利于雷达慢门限恒虚警检测,降低了目标检测概率。利用幅频响应特性曲线可以对噪声不平稳进行补偿,但是在窄阻带内结果不平稳。本文根据通道噪声值对不同多普勒通道信号进行补偿,可使所有通道背景噪声一致,可保证慢门限检测的恒虚警率,且可在不影响杂波抑制性能的条件下提高过渡带通道运动目标的检测性能。     

雷达信号处理技术及仿真

在此借助Matlab软件对雷达信号处理过程进行仿真,从仿真图形直观地理解雷达信号处理过程,也体现了Matlab软件在雷达信号处理仿真中的方便、快捷等优点。另外,对当今雷达恒虚警检测技术的现状、不足及其发展动态进行了论述,并通过改进模拟退火算法,提出了一种最优门限恒虚警检测算法。该算法能够在恒虚警检测过程中有效地选取检测门限,提高了雷达系统的恒虚警检测性能,对恒虚警发展具有一定的参考价值。     

雷达杂波环境恒虚警率处理的实现

恒虚警率检测器是雷达信号处理机中的重要组成部分.对雷达自动检测和恒虚警率处理方法进行了综述,讨论了瑞利分布杂波背景中雷达目标恒虚警检测的原理,阐述了实现杂波背景中雷达目标恒虚警检测的方法.     

几种恒虚警处理技术及性能比较

本文介绍了几种恒虚警处理技术,对参量法,着重介绍了单元平均和对数单元平均恒虚警处理;对非参量法,着重介绍了修正了的广义符号检验法(MGST)。叙述了它们的原理,实现框图,并对有关的性能进行了一些比较。对于杂波的统计特性,在一开头也作了简单介绍。雷达要在杂波中检测信号,由于地物、雨云、箔条等干扰的存在,会使虚警大大增加。要实现信号自动检测,雷达就必须在各种不同的背景干扰中使虚警率保持在可允许的范围以内,否则计算机就会过载而无法工作。因此,自动检测雷达必须具备恒虚警(CFAR)性能,CFAR 处理技术也可以改进现有雷达的性能,使之在强杂波干扰下仍能继续工作。所谓 CFAR 处理技术,就是要在各种不同的杂波环境下,使虚警概率保持在一个恒定的范围内,关于这方面的文献资料很多,这里简单介绍几种 CFAR 处理技术,并对它们的检测性能作一些比较,在这以前,关于杂波的统计特性也作一些简单的介绍。     

一种多目标精确计算恒虚警检测门限的方法——瑞利拟合法

雷达信号的恒虚警处理,在雷达自动检测中,是一个不可缺少的内容。目前关于计算检测门限的方法有很多。由于不同方法存在不同缺点和局限性,很难满足雷达系统的综合要求。本文借鉴传统恒虚警(CFAR)计算方法,提出一种新的恒虚警处理——瑞利拟合法。该方法与传统的恒虚警处理方法相比,不仅在多目标检测方面具有显著优点,而且检测门限精度高,很容易达到雷达指标要求。     

基于GIS信息的CFAR检测器

在雷达信号检测过程中,为了实现恒虚警处理,必须采用动态门限。恒虚警检测器的门限设置通常是利用待检测单元附近的距离单元杂波数据进行计算得到的。然而,杂波环境的非均匀性导致了杂波功率随着距离变化剧烈,常规的恒虚警检测器性能会显著下降。文中给出了基于地理信息系统的恒虚警检测算法,利用对杂波环境的了解程度,可以显著提高CFAR检测器的性能。利用IPIX雷达实测数据,验证了该算法性能优于常规的其他CFAR处理器。     

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。     

K分布下极化SAR图像CFAR检测新方法

在极化合成孔径雷达（PolSAR）图像杂波服从K分布下,已有的基于多视极化白化滤波器（MPWF）的恒虚警（CFAR）检测方法不适用于等效视数为非整数情形.针对此问题,提出了一种具有解析虚警概率表达式的CFAR检测方法.在乘积模型下引入Gamma分布纹理变量后,对MPWF检测量的概率密度函数（PDF）积分得到其累积分布函数（CDF）,进而得到虚警概率关于检测门限的解析形式.仿真实验结果表明新方法良好的虚警拟合效果,此外在目标杂波比（TCR）较大时,新方法检测概率更高,反之,检测概率低于已有方法.需说明的是,目前K分布下多视极化匹配滤波（MPMF）检测方法的虚警概率表达式存在错误,因此对K分布下的MPMF检测方法进行了修正并推导出了正确的虚警表达式.     

降低船用连续波雷达虚警概率的海杂波抑制方法

为了解决海杂波引起的船用连续波雷达虚警概率增大,以及海杂波抑制算法工程应用难度大的问题,提出了一种工程实用的海杂波抑制方法。首先,通过双参数删除型CFAR检测算法和统计检测算法进行二次检测;然后,依据邻近帧之间目标回波相关性较强和片状海杂波相关性较弱的特点进行帧间处理。仿真和海上实验均表明,应用该方法的船用连续波雷达可以降低不同强度的海杂波背景下的虚警概率。     

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.     

外源雷达空时联合恒虚警检测分析与实验

外辐射源雷达杂波呈现复杂形态,其中在距离多普勒谱中固定分布的剩余杂波（简称固定杂波）局部强度较高,采用空域恒虚警检测方法会造成连续的虚警,严重影响目标检测性能。本文通过实测数据分析发现,固定杂波强度在时域变化平稳,可采用时域杂波图检测方法减少该类杂波造成的虚警。然而,非理想信号波形导致外辐射源雷达目标回波具有较高的副峰和旁瓣,仅采用杂波图检测方法会导致重复检测和虚假航迹。通过分析空域和时域恒虚警检测方法面临的问题,本文提出了针对外辐射源雷达的空时联合恒虚警检测方法。该方法在不影响检测概率的前提下,减少了单一恒虚警检测方法造成的虚警。实测数据处理结果验证了所提方法的有效性。     

基于单光子计数激光雷达的Bayesian检测研究

在单光子计数激光雷达检测领域,目前的检测方法在低信噪比情况下虚警概率会增加,同时也无法适应噪声变化的问题。针对这些问题,提出了一种基于Bayesian的检测方法,该方法首先通过雷达方程估计回波信号光子数的范围,将其作为先验信息,而后结合二项分布建立了累计概率模型,基于Bayesian判决准则计算得到检测阈值,此阈值能够在检测概率与虚警概率中间择其平衡。这种方法不仅克服了低信噪比检测困难的情况,还减少了先验信息的获取难度。实验结果表明,对比固定阈值其虚警概率降低了10倍。对比“恒虚警”其检测概率提高了约20%。验证了方法具有良好的检测效果,具备一定的可操作性。     

有序统计恒虚警率技术综述

在噪声或杂波环境中进行自适应雷达目标检测是每部雷达接收机中非常重要的设计。在几乎所有的检测程序中,都将接收回波信号幅度与某一门限作简单比较。目标检测的主要目的是在极低的恒虚警率(CFAR)约束条件下使目标检测概率最大化。噪声和杂波背景可以用一个统计模型来加以描述,如独立相同瑞利模型,或用已知平均噪声功率的指数分布随机变量进行描述。但是在实际应用中,平均噪声或杂波功率绝对是未知的,并且还会随着距离、时间和方位角发生变化。因此,对用于几种不同背景信号情况的某些距离CFAR技术进行描述。在这些背景信号情况下,平均噪声功率和另外一些统计参数都被假设是未知的。因而所有的距离CFAR技术都通过将幅度门限应用于检测单元内的回波信号幅度,把估算流程(用以获取噪声功率的精确值或估算值)与判定步骤结合起来。许多研究工作都分析了这种通用的检测方案,对这一课题投入了大量精力。对这些重要的距离CFAR检测方案中的几种作一简短描述,然后进行技术比较。     

基于ARMA模型的CFAR网络入侵检测方法研究

提出了一种基于ARMA网络流量模型的CFAR入侵检测系统。采用ARMA模型对网络流量进行预测,并运用雷达信号处理中的恒误警CFAR技术,选取检测阀值以判定是否存在入侵信号。利用林肯实验室DARPA数据对系统进行试验,结果表明,此方法与AR预测模型相比,具有更高的检测率和更低的误警率。     

基于时频检测与极化匹配的雷达无人机检测方法

针对雷达检测无人机这一难题,该文提出了一种时频检测与极化匹配相结合的双极化雷达无人机检测方法。首先,雷达降低检测门限,各极化通道分别采用常规的时频2维单元平均恒虚警率检测方法,检测出无人机与杂波虚警;接着,各极化通道分别针对多帧检测结果进行积累,进行2次检测,剔除部分杂波虚警;最后,对两个极化通道双门限检测结果进行匹配,进一步剔除杂波虚警。对两型无人机的外场试验数据处理结果表明:该方法能够有效检测出无人机,消除杂波虚警。