一种相邻多目标条件下改进的CA-CFAR算法制造技术

本发明专利技术公开了一种相邻多目标条件下改进的CA

【技术实现步骤摘要】
一种相邻多目标条件下改进的CA
‑
CFAR算法


[0001]本专利技术处于雷达信号处理领域，涉及一种相邻多目标条件下改进的CA
‑
CFAR算法。

技术介绍

[0002]在雷达实际使用过程中，目标周围的环境会产生噪声和杂波的干扰，使雷达很难找到一个合适的门限来检测目标，因此需要一种能够自适应调整门限的检测方法，最常见的是CA
‑
CFAR算法。而在CA
‑
CFAR算法中，当同时存在两个或者两个以上的相邻目标，且一个目标位于待检测单元，而其余一个或者多个目标落在参考单元内时，会提高CFAR检测门限，从而出现小目标被遮蔽的现象。
[0003]专利技术目的
[0004]针对传统CA
‑
CFAR在相邻多目标情况下的小目标被遮蔽的现象，本专利技术给出了一种相邻多目标条件下改进的CA
‑
CFAR算法。通过改进CA
‑
CFAR算法得到更合适的门限值，来消除CA
‑
CFAR在相邻多目标检测过程中出现的小目标被遮蔽的效应，从而获得更好的检测结果。
[0005]实现专利技术目的的具体技术方案
[0006]传统CA
‑
CFAR检测存在的主要问题是相邻多目标情况下，待检测目标参考单元内的其他目标功率会抬高检测门限，使得小目标被遮蔽，造成漏检。在多目标环境下，可以通过改进CFAR算法减小相邻目标间干扰，来实现对目标有效检测。
[0007]首先计算出传统CA
‑
CFAR的背景杂波功率估计值Z，假设雷达的接收回波信号中的噪声、杂波接近瑞利分布，回波信号包络概率密度函数为
[0008][0009]式(1)中x为干扰幅度，σ为杂波标准差，代表干扰强度。设雷达信号的检测门限为λ0，则虚警概率为
[0010][0011]从式(2)可以看出，虚警概率P
f
随着干扰强度σ的变化而变化。令y＝x/σ，则(1)式变为
[0012][0013]可见，变量y的分布与干扰功率无关，但需要求得干扰强度σ用于随机变量变换。根据概率论可知，变量服从瑞利分布时，其数学期望为即所以求得统计均值大小μ，就可以得到相应的干扰强度。
[0014]该统计均值μ可以通过单元平均恒虚警电路中检测单元两侧参考单元的平均值估计得到。根据门限系数T和两侧参考单元均值大小自适应调整检测门限，保证虚警概率恒定。取D表示检测单元，其左右除了保护单元外各有N个参考单元，记为L1，L2，...，L
N
，R1，
R2，...，R
N
。选择左右两侧所有参考单元，求平均值作为背景杂波功率估计值Z。
[0015]之后将CA
‑
CFAR左右两侧各M等分，其中L
′1，L
′2，...，L
′
M
与R
′1，R
′2，...，R
′
M
分别是左侧和右侧参考单元M等分后的各组的平均值。
[0016][0017][0018]之后得到左右各最大的均值L
′
MAX
，R
MAX
，即
[0019][0020]将得到的最大的均值与传统的背景杂波功率估计值Z相比较，保留其中较小值，即
[0021][0022]之后将得到的新的L
′
MAX
，R
′
MAX
，替换原有值并重新计算新的背景杂波功率估计值Z
new
[0023][0024]再将背景杂波功率估计值Z
new
与门限系数T相乘得到检测门限，最后将检测单元数据和检测门限比较，获得目标信息。
[0025]专利技术的有益效果
[0026]针对传统CA
‑
CFAR在相邻多目标情况下的小目标被遮蔽的效应，本专利技术给出了一种相邻多目标条件下改进的CA
‑
CFAR算法。通过改进CA
‑
CFAR算法得可得到更合适的门限值，来消除CA
‑
CFAR在相邻多目标检测过程中出现的小目标被遮蔽的效应，从而获得更好的检测结果。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的算法流程图
[0028]图2是传统的CA
‑
CFAR算法流程图
[0029]图3是传统CA
‑
CFAR与本专利技术算法同场景下的仿真结果对比图
具体实施方式
[0030]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术的算法流程见图1，而传统的CA
‑
CFAR算法流程见图2。
[0031]下面通过Matlab仿真进行分析。仿真中设定有200个距离单元，虚警检测算法中设
置3个保护单元，左右各16个参考单元，取M＝4，即将左右的16个参考单元各4等分。假定在第90个距离单元处有一个较大目标，其信噪比为20dB，而在第98个距离单元处有另外一个较小目标，其信噪比为15dB。由图3可知，其中紫色为回波检测前数据其中蓝色线为传统的CA
‑
CFAR算法仿真出的门限值，可以见到由于第90个距离单元处的目标信号过强，从而导致第98个距离单元处的小目标门限被抬高，产生了漏警。而红色的线条为本专利技术所提出的算法的恒虚警门限，可以看出尽管有大目标的存在，但第98个距离单元处的小目标幅度仍然大于相应的门限，从而避免了小目标被大目标遮蔽的现象。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相邻多目标条件下改进的CA
‑
CFAR算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，首先在待检测单元D的左右保护单元之外各取N个参考单元并依据传统CA
‑
CFAR算法计算出背景杂波功率估计值Z。步骤2，将左右两边的参考单元各分成M组，计算每组的背景杂波功率估计均值L
′1，L
′2，...，L
′
M
与R
′1，R
′2，...，R
′
M
，并得到左右各最大的均值L
′
MAX

【专利技术属性】
技术研发人员：顾红，管兴程，杨建超，
申请(专利权)人：南京恒河科翼电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：