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1、总第169期舰船电子工程Vol.28No.72008年第7期ShipElectronicEngineering107＊雷达目标恒虚警检测算法研究刘朝军张欣王守权(海军航空工程学院青岛分院青岛266041)摘要目标检测是雷达领域中一项重要的研究课题。在实际系统中,由于应用环境的不同,需要选取合适的检测算法。对几种恒虚警检测算法进行研究,给出各自的实现方法和数学表达式,对它们的性能进行了对比分析,指出了每种方法的优缺点,对实际应用有较大的指导作用。关键词雷达;目标检测;恒虚警中图分类号TN95ResearchontheRadarTarget
2、sCFARDetectionMethodsLiuChaojunZhangXinWangShouquan(NavyAeronauticalEngineeringAcademyQingdaoBranch,Qingdao266041)AbstractThetargetdetectionisakeyresearchprojectinRadarfield.Inrealsystems,theappropriatedetectionmethodshouldbeselectedduetodifferentapplicationenvironments
3、.Inthispaper,severalCFAR(ConstFalseAlertingRate)methodsareresearched,theirexpressionsandrealizationmethodsarepresented,andtheirperformancesareanalyzed,andtheirmeritsanddefectsarepointedout.It'sdirectivetoapplications.Keywordsradar,targetdetection,CFARClassNumberTN951引言2C
4、FAR检测算法[1][5]雷达的检测过程可用门限检测来描述。几CFAR算法的基本流程如图1所示。输入乎所有的判断都是以接收机的输出与某个门限电信号包括检测单元Y和2n个参考单元。参考单元平的比较为基础的。如果接收机输出的包络超过位于检测单元两侧,前后各n个。保护单元主要用了某一设置门限,就认为出现了目标。在判决过程在单目标情况下,防止目标能量泄漏到参考单元影中,可能会出现两类错误。第一类错误是在没有目响检测效果。Z为总的杂波功率水平的估计,通过标时判断出有目标,这类错误称为虚警。另一类错对2n个参考单元的CFAR处理得到。T为标称化误是
5、在有目标时判断出没有目标,称为漏警。以上因子,它和Z的乘积作为参考门限电平。当检测两类错误以一定的概率出现,分别称为虚警概率和单元的值超过T×Z时,认为有目标;反之,认为无漏警概率。目标。在实际雷达中,基本上采用在一定虚警概率一般情况下,杂波同噪声相互独立,且平方律检下,尽量提高检测概率的方法,即恒虚警检测算波后都满足指数分布。参考单元概率密度函数为[2～3]法。本文就对几种典型恒虚警算法的检测性1-x/2μf(x)=e,x≥0(1)能进行分析。2μ＊收稿日期:2008年2月5日,修回日期:2008年3月15日作者简介:刘朝军,男,博士
6、,讲师,研究方向:雷达信号处理、回波信号特下模拟以及目标识别。张欣,女,硕士,副教授,研究方向:雷达信号处理。王守权,男,讲师,研究方向:雷达信号处理。108刘朝军等:雷达目标恒虚警检测算法研究总第169期-1/2nT=(Pfa)-1(8)2.2GO,SO-CFAR检测算法最大选择GO(GreatestOf)-CFAR是选取前面n个参考单元之和与后面n个参考单元之和中的大者作为Z,最小选择SO(SmallestOf)-CFAR是选取前面n个参考单元之和与后面n个参考单元之和中的小者作为Z。GO、SO算法的杂波功率水平估计方法如图2所示。
7、图1CFAR算法处理流程式中,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Pfa=EZ{P[Y>TZH0]}∞=EZ{∫(1/2μ)exp(-y/2μ)dy}图2SO、GO处理器TZ对应GO算法,Z的概率密度函数为=EZ{exp(-TZ/2μ)}fZ(z)=fY1(z)FY1(z)+fY2(z)FY2(z)(9)=MZ(T/2μ)(2)对应SO算法,Z的概率密度函数为其中,H0表示没有目标,MZ(μ)称为矩母函数。fZ(z)=fY1(z)+fY2(z)-[fY1(z)FY1
8、(z)CFAR算法的差异主要体现在对参考单元处+fY2(z)FY2(z)](10)理的不同,亦为Z值选取的不同。在背景噪声独其中,f和F分别为概率密度函数和概率分布函立同分布时,通过确定常数T来达到恒定的虚
