雷达目标检测

首先要搞清楚什么是检测#xff0c;检测就是判断有无。

雷达在探测的时候#xff0c;会出现很多峰值#xff0c;这些峰值有可能是目标…雷达信号处理的流程

雷达信号处理的一般流程ADC数据——1D-FFT——2D-FFT——CFAR检测——测距、测速、测角。

雷达目标检测

首先要搞清楚什么是检测检测就是判断有无。

雷达在探测的时候会出现很多峰值这些峰值有可能是目标、噪声和干扰那么就需要进行一种判决来决定它是否属于目标。

雷达目标检测问题是利用信号的统计特性和噪声的统计特性解决在受噪声干扰的观测中信号有无的判决问题。

其数学基础就是统计判决理论又称假设检验理论。

假设检验是进行统计判决的重要工具信号检测相当于数理统计中的假设检验。

恒虚警检测概念

假设就是检验对象的可能情况或状态。

对于雷达检测来说可以选用两个假设即目标存在或不存在。

用

H_0

D1​和分别表示检测器作出无信号和有信号的判决结果。

于是接收机的输入与检测器的判决将有四种情况

(1)

Detector是雷达目标检测的一种常见的手段。

CFAR检测算法属于信号检测中的自动检测算法在雷达信号处理中主要应用的有四种即CA-CFAR、SO-CFAR、GO-CFAR、WCA-CFAR。

恒虚警检测算法

具体的做法是先在测试单元的周围放置保护单元以消除信号在测试单元周围的多余能量然后再保护单元的周围选择参考单元

上图展示的是同时在距离维和多普勒维进行恒虚警检测的原理如果只是在距离维或多普勒维做CFAR检测单元的左右两侧均有设定好数量的保护单元和参考单元。

恒虚警检测选择均值类自适应门限

三种方法在主瓣多目标的背景下检测性能都有所下降容易出现漏警和漏检小信号源。

单限切除恒虚警概率方法

如果是CA-CFAR则取左右两边的参考单元的均值再取平均值然后与

\alpha

α计算公式如下方公式再将结果与阈值相比较。

如果大于阈值则代表有目标否则认为无目标。

从上图可以看到由于待检单元左侧还有几个单元所以做完恒虚警检测之后会使得序列变短这个和深度学习中的卷积类似。

要想使得不变短的话可以采取补零法或者翻转法来实现。

从图中也可以看到根据阈值的选择不同有不同的检测器其中CA-CFAR是取的参考单元的均值SO-CFAR取的是参考单元的最小值而GO-CFAR是取的参考单元的最大值。

\alpha

不同的CFAR检测器适用于不同的场景CA-CFAR算法适用于均匀环境中的单目标或彼此相距较远的多目标环境在邻近多目标环境会发生目标的遮蔽效应在杂波边缘会发生杂波边缘效应。

function

iileft_num)];mean(tmp_data);tmp

mean(tmp_data)

该函数用于进行CA-FAR恒虚警检测在信号首位两端进行补零使得输出的阈值序列和信号长度一致

INPUT:

[tempSig((centNum-left_num):(centNum-guard_num-1)),

...tempSig((centNumguard_num1):(centNumleft_num))];

mean(tmp_data)

return下面是进行翻转补充首位的操作的CA-CFAR的程序

function

该函数用于进行CA-FAR恒虚警检测在信号首位两端进行翻转使得输出的阈值序列和信号长度一致

INPUT:

[tempSig((centNum-left_num):(centNum-guard_num-1)),

...tempSig((centNumguard_num1):(centNumleft_num))];

mean(tmp_data)

仿真代码地址https://github.com/tooth2/2D-CFAR