具有非相参积累的双门限CA—CFAR检测器

介绍了一种采用伪随机码调相连续波的相控阵实验雷达的检测器。它将一般ＣＦＡＲ检测方法的纯理论性与实际数字系统实时处理的要求相结合。在检测性能上，它能依概率识别和对付数目可变的干扰目标。在没有干扰目标时，它的性能与独立、同分布噪声环境下的ＣＡ－ＣＦＡＲ检测器性能相同；当有干扰目标时，它的性能将明显优于单门限ＣＡ－ＣＦＡＲ检测器。     

一类新的分布式CFAR检测器及其性能分析

在似然比检验意义下，提出了一类基于比值加权平均（RWA）的分布式CFAR检测器．在该类检测器中，利用各传感器信噪比来确定权值，从而可实现各传感器在不同信噪比下，仍保持CFAR特性．在此基础上，对有序统计比值加权平均（OSRWA）和删除均值比值加权平均（CMLRWA）两种检测方法进行了研究，导出了相应的解析式．理论和数值分析结果均表明，该类型检测方法不受各传感器信噪比需相同的限制，且可获得较好的检测性能．     

机动目标跟踪的分布式MIMO雷达资源分配算法

在分布式多输入多输出雷达平台下,将发射功率和信号带宽联合优化分配,目的是在资源有限的情况下提高机动目标的跟踪精度.该方法首先推导了机动目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗下界,然后以最小化贝叶斯克拉美罗下界为目标,建立了包含发射功率和带宽两个优化变量的代价函数,并用循环最小化算法结合凸松弛和凸优化进行求解.仿真结果表明,该算法能明显提高机动目标的跟踪精度.     

分布式CFAR信号检测

带有分布式传感器和融合中心的检测系统已应用于监视系统中．文中提出了多传感器检测空间的划分，以及先分区融合再系统融合的方法，并且在不同的检测区域，多传感器采用不同的门限；已往所有传感器探测同一区域，融合中心采用所有传感器判决的ＡＮＤ、ＯＲ和“Ｋ／Ｎ”规则，和这些规则相比，文中的方法更加合理和实用．利用Ｂｏｏｌｅａｎ代数，文中还推导了多传感器检测系统的检测概率和虚警概率表达式．对于由几个单元平均恒虚警率（ＣＡ－ＣＦＡＲ）检测器组成的系统，通过分区融合和系统融合，可以在融合中心得到总的判决．对于Ｒａｙｌｅｉｇｈ目标和干扰，固定系统的虚警概率为某一要求值，通过使系统的检测概率最大来获得每个ＣＦＡＲ检测器的最佳门限．最后，举例说明了这种方法的应用并分析了其性能．     

基于模糊积累的宽带雷达CFAR检测

采用传统的统计检测方法进行高分辨雷达目标检测时不能充分利用目标回波的全部能量,影响雷达的检测性能.基于二进制积累检测方法和模糊检测理论,提出了两种模糊积累的检测方法,从理论上对所提方法的检测性能进行了分析;在均匀杂波背景和多目标背景、杂波边缘背景下进行了性能仿真.理论分析和仿真结果表明:模糊积积累检测方法检测性能比二进制积累检测方法的检测性能有明显改善,是一种稳健的检测CFAR方法.     

基于改进双门限法的语音端点检测研究

语音信号的端点检测是语音识别过程中的重要环节,端点检测结果精确与否直接关系着语音识别的准确度。使用车载语音作为测试数据,利用传统双门限法进行端点检测,发现传统双门限方法在静音条件下和带噪条件下获得语音端点检测信息存在较大误差。针对上述问题,提出了一种改进的双门限法进行语音端点检测,针对语音信号以及短时平均能量和过零率进行处理,并通过Matlab进行仿真,实验结果说明提出的改进方法与传统方法相比,在静音和带噪条件下,都更接近测试数据中真正的语音端点。     

双门限唐检测改进算法

针对传统唐检测算法中驻留次数过多导致检测确认速度较慢的问题,提出了一种基于双门限的唐检测改进算法。该算法将检测统计量与两级门限相比较,并根据比较结果对检测计数器进行加减操作,使计数器值能更快速地满足检测条件,从而减少了检测时间。对双门限唐检测改进算法的系统虚警概率、系统检测概率和平均驻留次数进行了理论推导与仿真验证。仿真结果表明,通过合理设置第二级门限的数值,改进算法可在检测性能基本不受影响的前提下有效减少平均驻留次数,提高检测确认速度。     

认知无线电中一种双门限能量检测算法

针对传统能量检测法在信噪比较低时,容易出现漏检而使系统的检测性能下降的问题,提出了一种双门限能量检测法,利用双门限对统计量进行判决,若统计量落在双门限以外,直接做出判决,若统计量落在双门限之间,则根据循环特征检测重新计算统计量,再做出进一步判决。对高斯白噪声信道下双门限能量检测法进行了理论分析和仿真研究,仿真结果表明,双门限能量检测算法在低信噪比的情况下,检测性能明显优于传统能量检测法。     

一种MIMO体制天波雷达多普勒扩展杂波抑制方法

为解决多普勒扩展杂波对天波超视距雷达（OTHR）慢速舰船目标检测的遮蔽问题,分析了多普勒扩展杂波的成因,推导了多输入多输出（MIMO）体制下一种天波雷达信号处理模型;将该模型与数据阻塞预处理相结合,提出了一种抑制天波雷达多普勒扩展杂波的方法.理论分析与仿真结果表明,该方法能够有效抑制多普勒扩展杂波,减轻其对天波雷达慢速舰船目标检测的影响.     

适用于无静默期的双门限频谱检测算法

针对传统的能量检测需要静默期且低信噪比下检测概率不高的问题,提出适用于无静默期的双门限频谱检测算法。利用OFDM信号循环前缀的特征消除认知用户干扰,以构建无静默期的能量检测;设置优化门限与固定门限,通过比较二者大小,提出高信噪比下使用优化门限的能量检测方法以及低信噪比下结合能量检测与循环平稳特征检测的联合频谱检测方法,消除静默期,以提高低信噪比下的检测概率。数值分析表明,与传统能量检测算法相比,该算法在低信噪比下的检测概率提高15%~30%,同时在高信噪比下的虚警概率降低5%。     

分布式MIMO雷达的低截获特性分析

针对距离因子不适用于分析组网雷达低截获特性的问题,提出了能够定量衡量双基地雷达低截获特性的参数,并将其推广到组网雷达的情况．通过绘制参数的等值线图对分布式MIMO雷达的低截获特性进行了分析,给出了在不同空间分布下的MIMO雷达系统的“静寂”探测范围．仿真结果表明,相对于单基地雷达,分布式MIMO雷达系统的低截获特性不仅与雷达参数有关,还与系统中发射机与接收机的空间分布有关．分析表明,提高空间分集增益是实现低截获MIMO雷达的关键．     

Detection of the airborne MIMO radar moving target in the non-Gaussian clutter

Due to the moving platforms, the clutters in distributed airborne MIMO radar are non-Gaussian and non-homogeneous, which leads to having no independent and identically distributed training data to estimate the clutter covariance matrix. To solve the problem, we propose that the covariance of the clutter should be modeled as an inverse complex Wishart distribution whose average value is a Hadamard product of the covariance matrix taper (CMT) and the clutter Doppler spectrum component. Based on this clutter model, a novel detector combing the Bayesian approach and the generalized likelihood ratio test(GLRT) is proposed. Numerical simulation results show that the proposed detector has a better detection performance compared with two current commonly used non-Bayesian detectors.     

一种新的具有恒虚警概率的PN码自适应盲捕获方法

提出了一种具有恒虚警概率的串行搜索伪随机码自适应盲捕获方法，该方法不需要借助于导频信号，利用相关解扩前和相关解扩后的信号功率之比作专判决统计量，根据判决统计量的概率密度函数的特性得到与信号功率和噪声、干扰功率无关的判决门限，从而实现了具有恒虚警概率的自适应捕获，对白色噪声环境下无衰落和瑞利衰落的情况下的检测性能进行了理论分析和仿真，结果表明所得出的方法实现了具有恒虚警概率的自适应盲捕获。     

基于恒虚警的信号检测迭代算法

提出了在信号检测中利用恒虚警估计噪声特性的迭代算法,该算法能够在信噪比达到一定值的情况下,比较准确地检测出中频信号包含的有用信号的数量及其中心频率。算法的基本思想在于在未知情况下估计信号中噪声统计特性,利用估计的噪声统计特性将信号和噪声分离,从而获得实际信号的数量、带宽、中心频率等基本参数。仿真结果表明该迭代算法计算简便,且具有较好的适应性。     

复杂探测背景下的LFMCW雷达动目标二维检测方法

为了提高线性调频连续波雷达在复杂探测背景下的动目标检测能力,分析了线性调频连续波雷达回波信号的一维和二维频谱特点,提出了一种基于二维信号变换的动目标检测处理方法.该方法对雷达回波信号进行距离-速度二维变换,将变换结果作为二维恒虚警检测器的输入参考单元来检测淹没在一维距离谱中的运动目标,降低了复杂探测背景对动目标检测的影响,并在目标检测后利用二维变换信息提取了目标距离、速度和方位角度,测量了目标运动轨迹.     

Improved Ship Target Detection Accuracy in SAR Image Based on Modified CFAR Algorithm

基于修正CFAR算法的高精度SAR图像舰船目标检测

王勇,郭天骄

(哈尔滨工业大学 电子与信息工程学院,哈尔滨 150001)

创新点说明：

本文基于舰船目标实测数据SAR成像结果,提出一种新的二维SAR图像舰船目标检测算法,具体创新性可说明如下：

1）首先使用Otsu算法大致确定舰船目标的大小,进而自适应地确定CFAR滑动窗的尺寸,使算法更有普适性。

2）介绍了CFAR算法的改进形式,在提高运算速度的同时大大提升了检测效率。

3）所用的综合算法包含了形态学分割算法,解决了传统Otsu、CFAR算法不能处理多目标融合、角反射过强等问题,降低了漏警概率。

研究目的：

传统CFAR舰船检测算法效率低、无法根据图像分辨率和舰船目标大小来确定滑动窗大小,而且无法解决多目标融合等问题,基于此,本文设计一种综合算法可解决基于SAR图像的舰船目标检测问题。

研究方法：

1）对图像进行Otsu二值分割处理,量取分割后的每个区域的尺寸;

2）采用改进的CFAR算法,将积分运算简化为求和迭代运算,将阈值初始化为二倍窗内灰度值均值,窗大小根据Otsu算法分割后的每个区域的长宽来确定;

3）对经过CFAR算法后的图像进行形态学开运算处理。开运算算子采用一条线段,长度同样根据Otsu算法分割后的每个区域的长宽来确定。

结果：

1）说明了SAR图像进行Otsu处理后的图像特点,以及Otsu算法可以迅速获得舰船目标大小的优点。

2）给出了改进的CFAR算法的计算流程,此算法能够根据上一步估计的舰船目标大小来调整滑动窗大小,计算高效迅速,而且比较精确。

3）采用形态学开运算算法,并能根据Otsu算法分割后的每个区域大小来确定开运算算子,开运算处理后融合的多目标彼此分离,强角反射得到了去除,降低了漏警概率和虚警概率。

结论：

对于一幅含有舰船目标的SAR图像,可以通过Otsu、CFAR、开运算处理来进行舰船目标检测,降低漏警概率和虚警概率,提高算法的普适性和精确性。此外,通过对CFAR算法改进可大大提升运算效率。本文的研究结果对SAR舰船目标检测算法的实际应用奠定了良好的理论和实验基础。

关键词：舰船检测,Otsu算法,恒虚警检测,开运算

     

高分辨距离像数据的检测新方法

针对宽带雷达多次回波间的距离单元走动问题,提出了一种对高分辨距离像数据进行目标检测的新算法．先用约束平移时延量的包络对齐法对各次回波进行对齐,再用窗函数估计目标的长度和位置,最后采用双迭代法对目标的导向矢量进行估计,得到最终的检测算子,并简要证明了该算法具有全局渐进收敛和恒虚警率的特性．两类飞机实测数据的实验结果表明,与基于散射点密度的广义似然比检测算法相比,当检测概率为80％时,本算法至少有1.4dB的改善．     

PPM-UWB信号的GLRT同步捕获算法研究

提出了一种适合于PPM-UWB信号的基于广义似然比检测（GLRT）的同步捕获算法,首先采用了一种新颖的本地模板信号与接收信号进行滑动相关,得到符号速率的采样信号,然后通过精心设计训练序列的图案,利用GLRT实现信号时延估计．由于该算法采用了符号速率（几百兆赫兹）的采样信号,与传统的需要极高采样率（几吉赫兹）的同步算法相比,它极大地降低了系统的复杂度和运算量,同时也提高了捕获速度．通过在密集多径信道模型下,对PPM-UWB信号的同步捕获进行计算机仿真,仿真表明该算法能够快速有效地实现同步捕获．