[發明專利]一種自適應的恒虛警率目標檢測方法

在審

• 申請號: 201410833908.0
• 申請日: 2014-12-27
• 公開（公告）號: CN104502899A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 劉盼芝;巫春玲;谷文萍;惠萌;黃鶴;王會峰
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/292;G01S7/35
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于信號檢測領域，具體涉及一種自適應的恒虛警率目標檢測方法。

背景技術

恒虛警率檢測(CFAR)就是使用自適應閾值估計技術來對目標進行自動信號檢測。其中檢測門限是與局部環境噪聲或雜波的平均功率有關。所以，為了設計一個良好的CFAR接收機，背景噪聲或雜波的統計信息就顯得尤為重要。通常它們服從各種特定的分布，如瑞利分布、對數正態分布、韋布爾分布或者k分布。

在背景噪聲服從均勻瑞利分布時，單元平均(CA-CFAR)算法具有最優的檢測性能。這時背景噪聲采樣需要滿足一定的假設條件，即所有采樣是獨立同分布的。而實際的工作條件要比上述假設條件要復雜的多，主要以下兩種情況，使得檢測環境不再滿足獨立同分布：1)來自于干擾目標、脈沖式干擾等的異常值；2)當檢測環境位于海陸交界處雜波特性不再均勻。第一種情況下，強目標對弱目標會產生遮蔽效應，使得檢測閾值高于實際值，進而使得檢測概率下降。第二種情況下，在雜波交界處即所謂的雜波邊緣，當檢測單元位于弱功率區域時，會產生和第一種情況類似的檢測概率下降的結果；當檢測單元位于強功率區域時，使得檢測閾值小于實際值，會產生過高的虛警率，對雜波交界處會產生目標漏檢。此時，CA檢測器檢測性能將受到嚴重影響。

為了解決上述問題，提高和改善CFAR算法在多目標和非均勻雜波情況下的檢測性能，學多學著做出了貢獻，主要可以歸為兩類方法。一類是在傳統的CA-CFAR基礎上提出了各種改進的均值類CFAR算法。這些方法主要集中在設計不同的方法來檢測并刪除掉參考滑窗采樣內的異常值。另外一批學者提出利用不同方法的優點并將它們組合起來，在某些特定檢測環境下可以獲得較好的檢測性能?；蛘呓栌靡恍┓椒ù_定檢測背景的不均勻性，再進行合適地CFAR處理。

實際上，對于干擾目標來說，無論其數目還是分布都是具有隨機性的。正如前面分析所示，當干擾目標數目隨機變化時，會使得背景噪聲功率水平值偏離實際值，進而使得虛警概率和檢測概率發生偏離，無法實現恒虛警率檢測，甚至影響檢測結果的可靠性。就上述分析可知，大多數方法在干擾目標個數隨機變化時，其檢測性能會下降。因此，就需要新的CFAR檢測算法，在適應背景分布和干擾目標數目隨機變化的同時，也可在雜波邊緣位置變化時保持較好的檢測性能。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的缺點，提供一種自適應的恒虛警率目標檢測方法，具有能夠自動調節檢測閾值的優點。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：包括以下步驟：

步驟1)：將雷達接收到的數據傳入匹配濾波器中；

步驟2)：將匹配濾波器輸出的信號傳入平方律檢波器中進行處理；

步驟3)：最后將平方律檢波器中輸出的信號傳入CFAR檢測器進行處理，獲得參考單元采樣根據相應CFAR算法產生的雜波功率水平的估計值Z；

步驟4)：根據步驟3)獲得的獲得參考單元采樣根據相應CFAR算法產生的雜波功率水平的估計值Z，CFAR檢測器輸出最終判決，即檢測單元內是否存在目標。

所述的步驟1)中，雷達接收到的數據類型為：由幅度、相位信息所組成的復數數據。

所述的步驟3)中信號傳入CFAR檢測器進行處理的具體步驟為：

3-1)X₀為接收到的檢測單元信號，參考單元采樣x₁到x_2n，參考滑窗被兩等分，每個子滑窗長度為n，分別稱作前沿滑窗和后沿滑窗，后將參考單元信號被送入恒虛警處理器中；

3-2)計算參考滑窗內2n個采樣值的統計均值和方差

3-3)針對滑窗內所有采樣值計算其

3-4)將與σ²比較：若其中K_δ據下式取值，則刪除x_i，用剩余的有效的采樣值的均值代替x_i；否則，則保持x_i不變；