雷达恒虚警研究1
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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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
机载雷达多杂波分布类型的恒虚警检测方法

机载雷达多杂波分布类型的恒虚警检测方法
王首勇;刘俊凯;王永良
【期刊名称】《电子学报》
【年(卷),期】2005(033)003
【摘要】本文提出了一种检验杂波分布类型的有效方法,该方法首先通过概率密度变换方法对被检验的杂波序列进行变换,再应用简单的正态分布检验方法检验变换后的序列,以此来检验原杂波序列的分布类型.针对常用的瑞利、韦布尔、对数正态杂波类型,与χ2和KS拟合检验方法进行了仿真比较,结果表明该方法检验精度高,计算简单,并且通用性强,克服了经典检验方法受区间划分影响大,对参数估计精度要求高,计算复杂的缺点.在杂波检验的基础上,根据OS-CFAR和log-t CFAR检测方法设计了适应于多杂波分布类型的CFAR处理器,对特定杂波类型CFAR检测器与背景杂波类型失配的各种情况的检测性能进行了仿真和分析.
【总页数】4页(P484-487)
【作者】王首勇;刘俊凯;王永良
【作者单位】空军雷达学院军队重点实验室,湖北,武汉,430019;空军雷达学院研究生队;空军雷达学院军队重点实验室,湖北,武汉,430019
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
【相关文献】
1.基于实际采集海杂波数据的雷达恒虚警检测方法分析 [J], 王雨阳;魏明珠;徐修峰
2.共形阵机载火控雷达杂波建模与杂波抑制 [J], 段克清;谢文冲;王永良;张增辉
3.多分布类型杂波背景下恒虚警处理器性能分析 [J], 胡文琳;王首勇;王永良;谢文冲
4.机载监视雷达地杂波背景中的CFAR检测方法 [J], 杜鹏飞;王永良;孙文峰
5.相参雷达K分布海杂波背景下非相干积累恒虚警检测方法 [J], 张坤;水鹏朗;王光辉
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杂波恒虚警检测原理

杂波恒虚警检测原理今天来聊聊杂波恒虚警检测原理。
我最开始接触这个概念的时候,完全是一头雾水,就觉得这名字好复杂呀。
后来呢,我发现其实可以和生活中的一些事情联系起来理解。
就好比我们去菜市场买菜,菜市场里人来人往、叽叽喳喳的,特别嘈杂,这个嘈杂就像雷达探测里的杂波一样。
杂波会干扰我们对目标的检测,就像噪音会让我们听不到想听的声音。
先来说说杂波到底是啥。
在雷达这一方面,杂波就是除了我们真正想要探测的目标之外,那些反射回来并被接收到的信号,比如地面的回波、海洋的回波之类的。
但是呢,我们又得准确知道什么时候真正探测到目标了,这时候就得靠恒虚警检测。
打个比方,我们要在一个房间里找一只特定的小老鼠(目标),但是房间里到处是跑来跑去的小朋友(杂波)。
恒虚警检测就像是给我们一个聪明的方法来区分到底是不是发现老鼠了。
虚警这个概念需要解释一下哦,它指的是实际上并没有目标,却错误地判定为有目标的情况。
就像你在家里等着送快递的来敲门,结果听到外面有点动静就以为是快递,结果出去看啥都没有,这就是虚警。
那恒虚警检测呢,就是不管杂波的强度怎么变化,产生虚警的概率都要保持恒定。
这就要说到它是怎么做到的了。
老实说,我一开始也不明白它具体怎么做。
经过学习我才知道,通常有很多种办法。
比如一种简单的办法就是根据杂波环境的统计特性来设定一个合适的检测阈值。
像如果杂波那种嘈杂程度是在一个相对稳定的状态下,我们就可以找到一个合适的界限值,只要收到的信号强度超过这个值,才判定为有目标。
这就像我们在一个吵闹程度相对稳定的环境里设定一个音量值,只有比这个音量更高的声音我们才可能看作是重要的声音来源。
实际应用案例也很多,比如在空中交通管制方面的雷达呢,飞机要在很复杂的环境里飞行,周围的云、地面建筑等都会产生杂波,这时候恒虚警检测就能很好地区分飞机目标和杂波,保证空中交通管制中的信息准确性。
再比如说在军事的侦察雷达方面,可以让军队准确探测到敌方的飞机或者舰艇之类的目标,不会被环境杂波所干扰。
基于ADSP-TS201的/雷达恒虚警实现

基于ADSP-TS201的/雷达恒虚警实现2009-09-04 17:55:18 作者:来源:浏览次数:18 文字大小:【大】【中】【小】1 引言雷达恒虚警(CFAR-Constant False Alarm Rate)在雷达系统中有着重要的作用和地位。
恒虚警处理可以避免杂波变化影响的检测阈值,提高雷达在各种干扰情况下的检测能力。
美国模拟器件公司(ADD的ADSP-TS201处理器具有高速运算能力、可时分复用、并行处理、数据吞吐率高等特点。
该处理器片内集成大容量存储器,性价比高,并兼有ASIC 和FPGA的信号处理性能、指令集处理器的高度可编程性与灵活性,适用于高性能、大存储量的信号处理和图像应用。
本文主要讨论基于ADSP-TS201的恒虚警实现方法。
2 ADSP-TS201简介ADSP-TS201采用超级哈佛结构,静态超标量操作适合多处理器模式运算,可直接构成分布式并行系统和共享存储式并行系统。
ADSP-TS201的主要性能指标如下:最高工作主频600 MHz(1.67 ns指令周期);支持IEEE浮点格式32 bit数据和40 bit扩展精度浮点格式。
同时支持8/16/32/64 bit 的定点数据格式;允许128 bit的数据、指令和I/O端口访问,内部存储器带宽33.6 GB/s;32 bit的地址总线提供4 G的统一寻址空间;14通道的DMA控制器支持硬件和软件中断,支持优先级中断和嵌套中断;4个全双工LINK端口支持最达500 MB/s的传输速度;JTAG仿真接口允许多片DSP仿真。
3 ADSP-TS201与TS101性能比较ADSP-TS201与ADSP-TS101相比,主要在运行速度、存储器结构和链路口结构上有差别,如表1所列。
通过比较可以看出ADSP-TS201的性能比较好,故选用ADSP-TS201实现雷达恒虚警检测。
4恒虚警检测原理4.1选大单元平均CFAR(GO-CFAR)云雨杂波和低分辨率雷达的海浪和地物杂波的包络服从瑞利分布,其概率密度函数为:门限VT一旦确定,背景噪声(干扰)和杂波干扰会使虚警概率增加,因此恒虚警处理十分必要。
合成孔径雷达图像的恒虚警率目标检测

r一 =
抛
式 中
( )
√ )
㈥
为 图像灰 度的均 值 , 为 形状 参 数 , 为 视 数 ,r()为 Ga mma函 数 , - ( )为 修 正 贝塞尔 KvL.
We u1 i l 分布 的 杂 渡模 型分 别 对 海 面 和 陆 地 的 凡造 目标 实 施 检 测 ; 时 . b 同 对 同 杂渡 背 景 下 C AR 检 测 方 法 F
进行比较.结果与结论
通过拉 结 果的 比较 , 实了 K G mma分布 和 We u 分 布分别适 台干海面和陆 证 a il b 1
文 章 绾号 :10 — 34 2 0 ) 10 5 0 86 7 (02 0—90
合 成 孔径 雷 达 图像 的 恒虚 警 率 目标 检 测
李 岚 ,邓 峰 ,彭海 良
( 国 科学 院 电 子研 究 所 ,北 京 1 08 ) 中 0 0 0 摘 要 : 目的 对 合 成 孔 径 雷 达 (AR) 像 实 旋 恒 虚 替 率 ( F S 图 C AR) 标 捡 测 .方 法 目 利 用 K Ga a和 mm
洋为背 景的 杂波 通常 服从 K 分布和 We u1 布模 型.本文通 过实验 , 对海 面 目标检 测 时 .采用 将 K i l分 b 在
收 稿 日期 ;2o 一3 o o l0 5 作 者简 舟 :李 岚 c9 4 ) ]7 一 .男,_ 士 生 寅
从 事专 业 f 号 与且 F( I十 1 )> l— Ph () 2
则此 时的 就 为闽值 . 由 式 ( )可 知 ,C AR 检 测 首 先 要 确 定 杂波 分 布 模 型,一 般 认 为 .以 陆 地 为 背 景 ∞ 杂 波 服 从 1 F R ye h及 We u1 a li g i l 分布 模型 ,而 R ye h分 布 只是 Web l 分 布的 一 b a li g iu1 种特 蛛情况 对于 高分辨 率 和低 视 角的 S R 图像 , a lih分 布模 型 与实际数据 不 能很好 的匹配 , 用 Web l分 较 台适.而 以海 A R ye g 采 iu1 让E
一种改善导航雷达恒虚警检测效果的算法

的数据点 对 地 物 和 大 目标 回波 进 行 修 复 , 以 改 善
导 航 雷 达 的 显 示 质 量 ] 。 2 . 2 恒 虚 警 检 测 处 理 之 后 的 数 据 修 复 规 则
的颜 色条表示 采样 点 处雷 达 回波 的强 度 由弱 到 强 由蓝色 逐 渐 变 化 到 红 色 , 即深 蓝 色 表 示 采 样 点 处 回波最 弱 ,深红 色 表示 采 样 点处 回波 最 强 。 图 3 中 ,标 记 区 域较 为 明 亮 处 是 强 地 物 杂 波 。 对 大 量 的 实测 地 物 回波 数 据 进 行 分 析 之 后 得 到 了修 复 门限 丁的取 值 , 修 复 门限 T取最 大值 的 8 O 左
持 不变 l _ 1 ] 。 在 导航 雷达 系统 中 , 一般地, 恒 虚 警 检
置 等 因素有关 _ 4 ] 。在 没 有海 图或 者 海 图不 准 确 的
情 况下 , 对地 物 回波 和 大 目标 的挖 空 会 对 舰 船 的 行驶 造成 很不 利 的影 响_ 5 ] 。
为 了解 决 自遮 蔽 效 应 导致 的显 示 质量 变 差 的
un i t s a da pt i ve l y. Bu t t he a d a pt i ve t e c hn i q ue i s h a r d l y a p pl i e d i n a c t u a l r a d a r s y s t e m . Ba s e d on a na v i g a t i on
di s pl a y q ua l i t y o f t h e n a vi ga t i o n r a da r an d i t i s f a v or of c ohe s i on a nd t r a c ki ng .Th e a l g or i t hm c a n be e a s i l y r e — a l i z e d a nd t he c o mp ut a t i ona l a m ou nt i s mo de r a t e .
雷达在不同杂波背景下的恒虚警率处理

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 雷达在不同杂波背景下的恒虚警率处理 作者:陈娟 刘浩 来源:《电脑知识与技术》2015年第09期
摘要:雷达工作在复杂多变的杂波环境中,自适应地选择一种与雷达工作环境匹配的恒虚警率检测器,是恒虚警处理的核心。文章主要论述符合高斯分布的噪声和杂波背景下,几种典型恒虚警检测器的优缺点、适用环境;并结合工程实践经验给出各类恒虚警门限的优化设计原理,提出了在不同环境下的最优恒虚警检测处理流程。
关键词:雷达信号;恒虚警检测;软件流程图 中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)09-0220-04 Abstract:Radar works in a complex clutter environment, self-adaptive selection of optimal type of CFAR(Constant False Alarm Rate) detector in different environment is the core of CFAR processing technology. This paper discusses the advantage and disadvantage of several typical CFAR detector, and the suitable environment in Gaussian disturbing background. Combined with engineering practice experience, we propose the optimal design principle of all kinds of CFAR threshold, at the same time, propound the optimal CFAR detection processing under the different environment.
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雷达恒虚警研究 摘要: 本文对雷达CFAR处理方法进行了综述 ,讨论了CFAR检测方法的方向:参量和非参量的 CFAR方法。明确了空域 CFAR 处理的概念,并着重讨论了空域 CFAR 处理研究中 ML类、OS 类和自适应 CFAR 算法。也简单介绍了时域CFAR处理和非参量CFAR处理的方法。并且提到了分布式CFAR检测 ,阵列信号 CFAR处理 ,极化 CFAR处理等极具潜力的研究方向。最后针对几种典型的恒虚警检测算法的性能、优缺点进行了讨论。
关键字: 参量和非参量CFAR 空域CFAR 时域CFAR ML-CFAR OS-CFAR 自适应CFAR性能分析 雷达系统仿真
第Ⅱ页 Title: Method and Principle of Radar signal CFAR
Abstract: This paper reviews on the radar CFAR processing method, the direction of CFAR method for detection: parametric and non-parametric CFAR method. Make a clear concept of the spatial CFAR processing. And discusses the class ML, class OS and adaptive CFAR algorithm of the spatial CFAR. Also simply introduced the time domain CFAR processing method and non-parameteric CFAR processing. And mentioned the distributed CFAR detection, array signal processing of CFAR, research direction of polarization CFAR processing potential. Finally, the performance and advantages and disadvantages of several typical CFAR detection algorithm are discussed.
Keywords: parametric and non-parametric CFAR spatial CFAR time domain CFAR ML-CFAR OS-CFAR adaptive CFAR performance analysis 雷达系统仿真
第Ⅲ页 目次 1 引言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 2 恒虚警处理方法的分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3 均值类(ML)CFAR处理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3 3.1 单元平均(CA-CFAR)检测算法„„„„„„„„„„„„„„„ 3 3.2 最大选择(GO-CFRA)检测算法„„„„„„„„„„„„„„„ 4 3.3 最小选择(SO-CFAR)检测算法„„„„„„„„„„„„„„„ 5 4 有序统计量(OS-CFAR)处理„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 4.1 顺序统计量检测算法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 4.2 删除均值(CMLD-CFAR)有序统计量算法„„„„„„„„„„„ 6 4.3 削减平均(TM-CFAR)有序统计量算法„„„„„„„„„„„„ 7 4.4 其他有序统计量算法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 5 自适应CFRA处理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 6 时域CFAR处理——杂波图CFAR检测„„„„„„„„„„„„„ 9 7 非参量CFAR处理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 7.1 符号检测器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 7.2 Wilcox on检测器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 8 其他CFAR处理的研究„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 8.1 频域 CFAR检测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 8.2 分布式 CFAR检测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 8.3 阵列信号CFAR检测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 8.4 极化CFAR检测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 8.5 多分层CFAR处理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 9 对均值类及有序统计量类算法的性能分析„„„„„„„„„„„ 13 9.1 均匀杂波背景下的检测性能„„„„„„„„„„„„„„„„ 13 9.2 五种恒虚警方法的ADT„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 9.3 强干扰目标下的检测性能„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14 9.4 均值类(ML)的优缺点„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14 9.5 有序统计量类(OS)的优缺点„„„„„„„„„„„„„„„ 15 结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16 致谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 17 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 18 雷达系统仿真 第1页 1 引言 雷达是军事和民用领域主要的目标探测工具,它的主要目的是在各种干扰存在的杂波背景下检测出有用目标。这些干扰包括接收机内部热噪声、地物、雨雪、海浪等杂波,电子对抗措施,人工有源和无源干扰(如干扰发射机和金属箔条) ,以及与有用目标混杂在一起的邻近干扰目标和它的旁瓣(如采用脉冲压缩的雷达)。一般说来,这些干扰不是单一存在的,实际的雷达工作背景都是多种干扰的混合。如何在极为复杂的杂波背景下准确区分有用目标回波,并得到目标的一些参数,这是雷达目标信号检测的重点和难点所在。 雷达目标自动检测中若采用固定阈值检测,杂波功率的微小增加将会使得虚警率剧烈变化,从而导致雷达数据处理设备过载,雷达无法工作,这时即使信噪比很大也无法做出正确判断。故在对回波信号进行提取时,需要检测器具有恒虚警性能。 恒虚警处理就是一种提供检测阀值的数字信号处理算法,其算法有许多。本文将介绍恒虚警处理的几种方法及其原理,并简述其的适用范围和性能。 雷达系统仿真
第2页 2 恒虚警处理方法的分类 对 CFAR 的研究只是在近三十年才发展起来的。但是现已成为国际雷达信号处理界的一个重要研究方向,并且形成了如下一些研究领域:高斯和非高斯杂波背景中的 CFAR检测;参量和非参量 CFAR 方法;时域和频域的CFAR研究;标量和向量(阵列信号处理) CFAR方法;单传感器和多传感器分布式 CFAR 检测;相关和不相关条件下的CFAR检测;以及在各种目标模型条件下和结合各种检测策略的 CFAR处理的性能分析。这些领域是相互交叉的。 而本文将CFAR分为参量和非参量两大类。参量 CFAR 方法适用于杂波分布类型已知的情况。按照不同的参数估计方法,参量CFAR 方法又可分为空域 CFAR 处理和时域 CFAR处理。非参量 CFAR 方法适用于杂波分布未知的情况,无须关于背景噪声或杂波分布的先验信息。 为了简化对 CFAR 检测的性能分析,Rohling将均匀和非均匀杂波背景简化为 3 种典型情况, 即均匀背景、多目标和杂波边缘环境。根据这三种情况,空域CFAR处理就分为均值类(ML)CFAR处理、有序统计量类(OS)CFAR处理和自适应CFAR处理。参量 CFAR处理中的另一类是时域CFAR处理,即杂波图CFAR处理。 在均值类(ML)CFAR处理中,又有几种经典算法。它们分别是单元平均(CA-)、最大选择(GO-)、最小选择(SO-)和杂波强度加权(WCA –CFAR)检测。而自适应CFAR处理是现在热门研究的方向,人们已研究了许多类型的CFAR处理技术,如CCA、HCE、AC、GCMLD、ACCA等。 非参量CFAR处理中又分为基于符号的检测器和基于秩的检测器。 雷达系统仿真
第3页 3 均值类(ML)CFAR处理 CFAR算法的基本流程如图 1所示。输入信号包括检测单元 Y和 2n个参考单元。参考单元位于检测单元两侧,前后各 n个。保护单元主要用在单目标情况下,防止目标能量泄漏到参考单元影响检测效果。Z为总的杂波功率水平的估计,通过对 2n个参考单元的 CFAR处理得到。T为标称化因子,它和 Z的乘积作为参考门限电平。当检测单元的值超过 T ×Z时,认为有目标,反之,认为无目标。 一般情况下,杂波同噪声相互独立,且平方律检波后都满足指数分布。参考
单元概率密度函数为/21,02xfxex(1) 式中,μ是噪声功率。Z是一个随机变量,它的分布取决于CFAR算法的选取以及参考单元的分布。虚警概率 Pfa的表达式为
0{P[YTZ|H]}E{(1/2)exp(y/2)dy}E{exp(TZ/2)}M(T/2)fazZTZ
ZZ
PE
(2)
其中,H0表示没有目标,MZ (μ)称为矩母函数。 3.1 单元平均(CA-CFAR)检测算法 在CA – CFAR检测器中,背景杂波功率水平Z为 2n个参考单元之和。 22111nnniiiiiniZXXX
(3)
指数分布是Γ(α,β)分布在α= 1的特殊情况,Γ分布的概率密度函数为1//,0,0,0xfxxex(4)。其中,α和β是两个参数,Γ
(α)就是通常说的Γ函数,对于整数α,它等于 (α- 1) !。相应的概率分布函数用 G (α,β)表示,服从Γ分布的随机变量 X记做 X~G (α,β)。X的矩母函数为1XM(5) 根据独立同分布的假设,第 i个单元服从分布xi~G (1,μ)。由于两个独立随机变量和的矩母函数等于各随机变量的矩母函数的积,所以得到Z ~G (2n,μ) (6)将式 (5)、 式 (6)代入式 (2)得到2[1T]nfaP (7)所以,得到标称化