基于恒虚警门限的雷达信号检测技术
雷达信号的恒虚警率检测
雷达信号的恒虚警率检测
张鹏洲;龙腾
【期刊名称】《测试技术学报》
【年(卷),期】1997(011)003
【摘要】雷达信号的恒虚警率检测是雷达信号处理的重要组成部分。
本文首先论述了雷达信号恒虚警率检测的设计原理，分析了评价其性能的准则，在此基础上介绍了恒虚警率技术在雷达信号处理中的发展和应用。
最后概述了恒虚警率技术的研究动态。
【总页数】6页(P7-12)
【作者】张鹏洲;龙腾
【作者单位】北京理工大学;北京理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.523
【相关文献】
1.雷达信号恒虚警率处理方法分析 [J], 赵立志;张富强
2.双门限检测在宽带雷达恒虚警率检测中的应用 [J], 徐晖;郭启俊;刘宏伟
3.机场跑道异物监测雷达的杂波图恒虚警率检测 [J], 吴静;王洪;汪学刚
4.一种双参数雷达恒虚警率检测算法 [J], 杨安东;刘艳苹;林鹏
5.雷达恒虚警率检测算法综述 [J], 邹成晓;张海霞;程玉堃
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基于改进型恒虚警的毫米波雷达检测算法
基于改进型恒虚警的毫米波雷达检测算法
胡东;毛芃晖
【期刊名称】《通信技术》
【年(卷),期】2022(55)11
【摘要】为了提高毫米波雷达在多目标环境下的检测性能,在变化指数恒虚警(Variability Index CFAR,VI-CFAR)的基础上提出了一种改进算法,即当背景环境为多目标环境时,采用KL散度单元筛选恒虚警(Kullback–Leibler Trimmed Mean CFAR,KLTM-CFAR)替换单元平均恒虚警(Cell Averaging CFAR,CA-CFAR)与最小选择恒虚警(Smallest of CFAR,SO-CFAR)进行策略选择,有效避免了毫米波雷达在多目标环境下的目标遮蔽问题,提升了检测性能。
对改进后的检测算法进行了仿真分析,结果表明,多目标环境下,在其他几种检测器基本丧失检测能力的情况下,该检测器仍保持着90%以上的检测概率,并且在均匀环境和杂波边缘环境下,也有较为良好的表现。
【总页数】6页(P1413-1418)
【作者】胡东;毛芃晖
【作者单位】杭州电子科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
【相关文献】
1.基于恒虚警的高频雷达起伏目标检测算法研究
2.基于杂波模型的相干雷达极化自适应恒虚警检测算法
3.基于恒虚警检测的汽车主动防撞毫米波雷达信号处理算法
4.改进型雷达二维恒虚警检测参考窗
5.雷达恒虚警率检测算法综述
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雷达信号检测中恒虚警处理的算法研究
维普资讯
１８ １
陈
玺等 ： 雷达信 号检测 中恒虚警处理的算法研究
总第 １０期 ６
设 定得较 小 ， 能会 在少 目标环境 中产生 虚警 尖峰 可 明显上 升 的情 况 。同时要对 所有采 样值 进行排 序 ， 在工 程实现 上很难 保证实 时性 ， 度较 大 。 难 ２ ３ 删除 单元平均 的 Ｃ Ａ ． Ｆ Ｒ处理算 法 在前 面 提到 的均 值类 检 测算 法 和有 序 统计 量 检测算 法 中 ， 如果在 检测滑 窗 中出现较 多 的干 扰 目 标 回波时 ， 检测 阀值 将 随之 升 高 ， 目标 的检 测性 能
陈 玺 杨大 磊
武汉 ４０７） ３０ ４
（ 武汉数字 工程研究所 摘 算法 。 关键词 恒虚警 ； 单元平均 ； 多分层
Ｔ ９ Ｎ５ 中图 分 类 号
要
介绍 了几种适于雷达信号检测 的恒虚警处理（ Ｆ Ｒ 的经典算法 ， ＣＡ ） 在此基础上提出一 １０期 ６ ２０ ０ ７年第 ４期
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｐ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｈｉ ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅｉ ｇ
Ｖｏ． ７ Ｎｏ ４ １２ ．
１７ １
雷达 信 号检 测 中恒 虚 警 处理 的算 法研 究
景 中的检测 性 能 和抗 边 缘 杂 波 性 能 都 很 差 ； 然 虽
ＷＣ Ａ的性能 比较 全 面 ， 需要 关 于干 扰 的 先验 信 但
息， 自适应 检测能力 受 到限制 。 ２ ２ 有序统 计量类 Ｃ Ａ ． Ｆ Ｒ处理算 法
２ 恒虚 警 处 理 的经 典 算 法
２ １ 均值类 Ｃ Ａ ． Ｆ Ｒ处 理算法
有 序统计 量 Ｃ Ａ Ｆ Ｒ处 理 算 法 的关 键 是 ｋ值 的 选取 ， 在均匀 杂波 背 景 和均 匀 目标 视 频 的情 况 下 ，
雷达原理笔记之恒虚警概率检测
雷达原理笔记——恒虚警概率检测H1恒虚警概率检测技术是雷达设计过程中经常涉及到的问题。
由于噪声的存在，雷达在探测目标时不可避免地会出现虚警情况。
而这种虚警概率的高低则是反应雷达探测性能的重要指标。
“恒虚警检测”顾名思义就是在保证虚警概率一定的情况下，尽可能高的提高发现概率。
上图是，雷达设计过程经常用到的一个概率分布图。
一般来说，噪声都是服从0均值的高斯分布，其包络服从瑞利分布。
目标和噪声的包络服从莱斯分布（Rice分布）或者广义瑞利分布。
横坐标是对噪声电平归一化的回波信号电平（目标和噪声的包络电压）。
图中与纵坐标平行的虚线是雷达接收机的信号检测门限值，高于门限电平接收机认为接收到的是目标信号，判为有目标存在。
因此在图中可以直观看到，在虚线右边，信号和噪声的包络电压概率分布曲线和横坐标轴所围成的面积是对应的发现概率；而在虚线右边，噪声的包络电压概率分布曲线和横坐标轴所围成的面积是对应的虚警概率。
因此，提高检测门限，发现概率P d减小；降低检测门限，虚警概率P fa 增大。
因此，在实际设计过程中，需要根据具体使用情景权衡考虑。
需要注意的是：1. 噪声电平的包络的概率密度曲线是对噪声电平归一化后的，对所有的雷达设计均适用。
2. 图像的横坐标不是实际的雷达接收机检测信号所设置的信号电平。
而是在确定虚警概率和检测信噪比门限U R/σ后，再根据雷达实际的噪声电平得到信号检测对应的实际信号电平门限。
设信噪比检测门限实际雷达的噪声电平则信号电平门限值为：实际设计中雷达接收机的噪声基底不同，造成不同的原因主要有：1. 接收机带宽不同2. 接收机内部噪声温度不同易混淆点：提高雷达的检测门限，不影响接收机前端的噪声系数。
（这两个是毫不相关的概念）。
基于恒虚警的高频雷达起伏目标检测算法研究
基于恒虚警的高频雷达起伏目标检测算法研究黄银河,雷志勇,周海峰 (南京电子技术研究所,江苏南京210013)摘 要:针对高频雷达目标检测过程中由于信噪比波动导致检测概率降低、跟踪丢失的问题,提出了基于高低双门限的关联检测算法。
基于高频雷达相邻次扫描过程中目标运动信息的相关性,根据目标的速度、距离、方位等运动信息为目标建立关联区域,后续检测时在此关联区域内自动降低判决门限以提高检测概率。
理论分析及实测数据表明,与常规恒虚警检测比较,关联检测算法在保持相同虚警概率的同时可获得更高的检测概率,从而有效提高高频雷达的检测和跟踪性能。
关键词:高频雷达;起伏目标;恒虚警检测;关联检测中图分类号:T N91117 文献标识码:A 文章编号:1009-0401(2008)03-0035-06The CF AR 2based correlative detecti on algorithm f or fluctuant targetsHUA N G Yin 2he,L E I Zh i 2yong,ZHOU H a i 2feng(N an jing Re sea r ch I n stitute of E lectr on ics Tech nolog y,N na jing 210013,Ch ina )A bstra ct:The radar targets with fluctuant S NR is subject t o detecti on perf or m ance degradati on and tr acking l oss .A novel de tec tion m ethod with adap tive t wo thresholds is p r oposed to achieve high de tec 2ti on p r obability with the l ower threshold and l ow false pr obabilityw ith the higher .The algorithm firstly saves the detection flag f or every tar get in its correla tive region,which is pl otted according t o the target range,Dopp ler frequency,and azi m uth .During the next detecti on,the ce ll under te st in the correla 2tive regi on is automa tically c ompa r ed w ith the lowe r thr e pared with the conventional CFAR m ethods,the adaptive pr ocedure show s good detecti on perf or mance in theoretica l analysis and app lica 2ti on t o HF radar data .Keywor ds:HF Radar ;fluctuant target;CFAR;c orr e lative detection algorithm1 引 言高频雷达以其超视距探测能力、反隐身等特点在远程预警、海表面动力学参数探测等方面得到广泛的应用。
利用单元平均恒虚警检测器检测雷达信号
利用单元平均恒虚警检测器检测雷达信号摘要：恒虚警方法就是采用自适应门限代替固定门限，而且此自适应门限能随着被检测点的背景噪声、杂波和干扰的大小自适应地调整。
在杂波背景下，由于信号是非同态的，有时还是时变的，所以采用单元平均恒虚警检测器检测雷达信号。
关键字：雷达信号检测恒虚警概率检测概率0 引言在现代雷达信号处理中，为了提高雷达的性能，首先需要提高检测器输入端的信噪比及信干比，其措施是降低接收机的噪声系数，采用各种抑制杂波和抗干扰的措施等。
但是即使采用了上述方法，检测器输入端还会有噪声、杂波和干扰的剩余分量。
由于接收机内部噪声电平因模拟器件的影响而缓慢时变，杂波和干扰剩余也是时变的，且在空间非均匀分布，所以仍需要采用各种恒虚警方法来保证雷达信号检测具有恒虚警特性。
杂波在空间的分布是非同态的，有些还是时变的，不同区间的杂波强度也有大的区别。
因而杂波背景下的恒虚警检测器与噪声背景下的恒虚警检测器有着明显的差别，其杂波的平均值只能通过被检测点的邻近单元计算得到。
所以采用单元平均恒虚警检测器。
1 恒虚警检测的概述目前常用的雷达信号的恒虚警处理分为两大类，即噪声环境的恒虚警处理和杂波环境的恒虚警处理。
噪声环境的恒虚警处理适用于热噪声环境。
杂波环境的恒虚警处理既适用于热噪声环境，也适用于杂波干扰环境。
由于杂波环境的恒虚警处理存在恒虚警损失，所以目前的雷达信号恒虚警处理一般都有两种处理方式，根据干扰性质自动转换。
横虚警率处理器主要有两个性能指标：（1）恒虚警率性能，表明了恒虚警率处理器在相应的环境中实际所能达到的恒虚警率情况；（2）恒虚警率损失，雷达信号经过恒虚警率处理后，为了达到原信号的检测能力所需的信噪比的增加量。
2 单元平均恒虚警检测器的原理将输入信号i x 送到由()21L +个延迟单元构成的延迟线上，检测单元D 的两侧各L 个单元为参考单元。
将所有参考单元中的x 值求和后再除以2L 就可以得到被检测单元处杂波背景的均值估计ˆμ。
MIMO雷达双门限恒虚警检测
摘
要 ：由于 Ｍ Ｍ Ｉ Ｏ雷达的多通道特性 ，使得 ＭＩ ＭＯ雷达各 接收 天线之 间需要 进行 大量 的数据 传输 。在 ＭＩ ＭＯ雷 达 中
应用双 门限检测可 以使 数据传输量大大 降低 。本文在单元平 均恒虚警 检测器 的基 础上 ，提 出 了一种 ＭＩ ＭＯ雷达 双 门限恒虚
警检测器 ，设计 了 Ｍ Ｍ Ｉ Ｏ雷达双 门限恒虚 警检 测器 的结构 ，将其 检测性能和单 门限恒虚警 检测器进行 了对 比 ， 析了 Ｍ Ｍ 分 ＩＯ 雷 达双门限检测器 在多 目标环境下 的检测性 能 。仿真结果表 明在 ＭＩ ＭＯ雷达 中应用 双门 限检测具 有结 构简单 ，数据传 输量
ｏ ｅ Ｆｎ ｌ ｎ ． ｉ ａｌ ｈ ｅｅ ｔ ｎ ｐ ｒｏ ａ ｃ ｆ ｈ ｏ ｂ ｅｔ ｒ ｓ ｏ ｄ ｄ ｔｃ ｏ ｎ ｍｕ ｔ ｌ ａ ｇ ｔ ｏ ｄ ｔ ｎ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｈ ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｙ，ｔ ｅｄ ｔｃｉ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｄ ｕ ｌ ｈ ｅ ｈ ｌ ｅｅ ｔｒｉ ｌ ｐ ｅｔ ｒｅ ｓｃ ｎ ｉ ｏ ｓｉ ｉａ ｅ ．Ｔ ｅｓｍｕ ａ ｉ ｅ ｕ ｔ ｏ ｍ ｔ ｉ ｉ ｎ ｏ ｓ
雷达信号处理恒虚警算法
雷达信号处理恒虚警算法
雷达信号处理中的恒虚警算法是一种用于抑制卫星雷达系统中出现的虚假报警的方法。
在雷达系统中，由于一些干扰或者系统误差的影响，可能会导致虚假目标信号的出现，这对系统的可靠性和实用性都会造成一定的影响。
恒虚警算法通过对观测数据进行统计分析和处理，能够有效地抑制虚假目标信号，并提高系统的抗干扰能力。
该算法的主要步骤如下：
1. 数据采集：首先，系统需要对信号进行采集，获取雷达接收到的实际数据。
2. 数据预处理：对采集到的数据进行预处理，包括信号滤波、去噪等操作，以消除干扰和噪声的影响。
3. 特征提取：通过对预处理后的数据进行分析和处理，提取出信号的特征信息，例如目标的速度、距离、强度等。
4. 虚警检测：基于特征提取的结果，设计一定的判决机制或者阈值判断方法，用于检测信号中是否存在虚假目标。
5. 抑制虚警：如果检测到了虚假目标信号，系统需要进行相应的抑制处理，可以是通过滤波、差分处理等方法。
6. 目标跟踪：如果虚警检测没有触发，系统可以进行目标的跟踪，并根据目标的轨迹进行进一步的分析和处理。
通过恒虚警算法的应用，可以提高雷达系统的工作效果，减少系统误报警的概率，提高系统的可靠性和实用性。
该算法在雷达信号处理领域有着广泛的应用。
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基于恒虚警概率（CFAR ）的雷达回波目标检测技术
1、恒虚警检测技术
恒虚警检测基于纽曼—皮尔逊准则，即在保持虚警概率一定的条件下，使检测概率达到最大。
假设检波器输出为(n)Z
()Z n =
（1）
其中(n)I 与(n)Q 为I 、Q 两路相干积分后的结果，忽略信号由于频差，码相位误差以及数据跳变造成的相干累积增益衰减，则在信号存在时服从莱斯分布，只有噪声时服从瑞利分布错误！未找到引用源。
假设检波器输出的值为v ，信号不存在时瑞利分布的概率密度函数为
()2
2
22,0
,0n v Ray n v e v f v v σσ-⎧⎪≥=⎨⎪
<⎩
（2）
当信号存在时服从莱斯分布，它的概率密度函数为
()()222/2022, 00
, 0n v A Ric n n v Av e I v f v v σσσ-+⎧⎛⎫≥⎪
⎪=⎨⎝⎭
⎪
<⎩ （3）
其中，A 为输入信号的幅值，0()I x 为第一类零阶修正贝塞尔函数。
两个分布的概率密度函数曲线如图所示
图 错误！文档中没有指定样式的文字。
.1 瑞利分布与莱斯分布
根据虚警概率fa p ，设判决门限值为t v 。
统计出信号不存在情况下超过门限的概率。
非相干积分值的概率密度
概率密度函数
2
22()t
t n
fa Ray v v p f v dv
e
σ∞
-
==⎰ （4）
由式（4）可以得出门限t v 和恒虚警率fa P
的关系为t v =设定一个固定的虚警概率，一般为10-6已有或估计出当前噪声的功率，就可以得到门限值t v 使虚警概率恒定。
此时，信号的检测概率为
()(
)
222
/202
2t
n t
d Ric v v A v n
n n p f v dv
v
Av e I dv A Q σσσσ∞
∞
-+=⎛⎫
= ⎪⎝⎭⎛= ⎝⎰⎰
（5）
式（5）为Marcum Q 函数，难以计算结果，对于虚警概率较小的情况，可使用高斯分布函数进行近似
n n A A Q F σσ⎛⎛≈- ⎝⎝ （6）
其中()F x 可由下式给出
22
()x
F x d λλ-=⎰
（7）
公式（7）的近似结果较好，计算也比较简便，在实际中常用。
但是对于恒虚警概率较高的情况，得到的近似结果较差。
课程设计要求
（1）根据噪声功率、虚警概率，设置检测门限，并统计虚警概率，比较与理论值是否一致；
（2）固定信噪比，统计信号检测概率，得到信噪比与检测概率曲线，比较与理论值是否一致。
参考文献：
[1] 何友, 关键, 孟祥伟,等. 雷达自动检测和CFAR 处理方法综述[J]. 系统工程与电子技术, 2001, 23(1):9-14.。