一种新型恒虚警检测方法初探
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恒虚警检测基本原理页数:1
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脉冲多普勒雷达恒虚警检测系统仿真页数:6
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利用单元平均恒虚警检测器检测雷达信号页数:4
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一种新的分块恒虚警率检测技术
一种新的分块恒虚警率检测技术孙红亮;吕泽均;张涛【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2013(53)4【摘要】Only in the specific background environment can the classic parametric constant false alarm rate (CFAR)get higher detection performance,but low-altitude surveillance radar is working in more complex envi-ronment and it needs a more stable detector for clutter environment. For this reason,the traditional detection techniques are improved,moreover a new CFAR detection technique,designated as divided block CFAR (DB-CFAR),is proposed. The technique improves its adaptability for different environment by dividing appropriately the reference window to make up for that the traditional CFAR detection technique needs the distribution of clut-ter background and enhance the universality of the detection algorithm. Its theoretical formula of false alarm rate in homogeneous background and clutter edge environment is derived. The result of computer simulation confirms the technique′s feasibility and effectiveness.% 经典的参量型恒虚警率检测器只在特定的背景环境下才能得到较高的检测性能，而低空监视雷达的工作环境较为复杂，需要一种对杂波环境具有较强稳定性的检测器。
恒虚警检测原理(二)
恒虚警检测原理(二)恒虚警检测原理恒虚警检测是一种用于检测系统中恶意软件的方法。
它通过对可执行文件进行静态和动态分析，以识别其中的恶意行为。
本文将从浅入深地解释恒虚警检测的原理。
1. 什么是恒虚警检测？恒虚警检测是一种检测系统中恶意软件的方法，其核心理念是在恶意行为尚未发生时进行预警。
通过对可执行文件的分析，恒虚警检测可以预测软件在运行时可能会表现出的恶意行为，从而提前采取防范措施。
2. 恒虚警检测的原理恒虚警检测的原理基于以下几个步骤：静态分析静态分析是恒虚警检测的第一步。
在这一步骤中，恒虚警检测工具会对可执行文件进行逆向工程，解析其代码结构和逻辑。
通过分析代码中的相关特征，检测工具可以建立一个模型，用于判断软件是否具有恶意行为的倾向。
动态分析动态分析是恒虚警检测的第二步。
在这一步骤中，恒虚警检测工具会模拟软件的运行环境，并监视其行为。
通过跟踪软件的执行路径、系统调用和文件访问等行为，检测工具可以进一步验证其恶意行为的可能性。
恶意行为识别在静态和动态分析的基础上，恒虚警检测工具可以识别出软件中的恶意行为。
这些行为可以包括潜在的远程控制、病毒传播、文件破坏等威胁。
通过建立一个恶意行为库，检测工具可以将软件与已知的恶意行为进行对比，确定其是否存在恶意倾向。
3. 恒虚警检测的应用恒虚警检测在安全领域有着广泛的应用。
它可以用于检测恶意软件、防止系统被攻击和保护用户信息的安全等方面。
恒虚警检测可以在软件发布之前进行预警，从而提前采取相应的安全措施，减少恶意行为对系统的威胁。
4. 结论恒虚警检测是一种通过预警恶意行为的方法，通过静态和动态分析可执行文件，提前识别恶意行为。
这种检测方法在保护系统和用户安全方面发挥着重要作用。
随着恶意软件的不断进化，恒虚警检测也需要不断更新和改进，以适应不断变化的威胁。
一种新的基于CM和CA的恒虚警检测器
ｇ ｎ ｓｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ．Ｉ ａ ｅ ｈ ｒ ａ ｅ ｔｖ ｌ ｅ ｏ ｅ ｓ ｒ ｄ ｍｅ ｎ （ ｉ ｇ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｔｔ ｋ ｓ ｔ ｅ ｇ ｅ ｔ ｓ ａ ｕ ｆｃ ｎ ｏ ｅ ａ ＣＭ ）ａ ｄ ｃ ｌ ａ ｅ ａ ｉ ｇ （ ｎ ｅｌ ｖ ｒｇｎ ＣＡ）ｌ ｃ ｌｅ ｔ ｏ ａ ｓ ｉ ・
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｅ ｃ ｎ ｔ ｎ ａ ｓ ｌｒ ｒ ｔ ＣＦＡＲ）ｄ ｔ ｃ ｏ ＣＭ ＣＡＧＯ－ ＦＡＲ）ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｓ ｒ ｄ ｍｅ ｎ ａ ｄ ｃ ｌ ａ ｅ ａ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｗ ｏ ｓ ａ ｔｆｌ ｅ ａａ ｍ ａ ｅ（ ｅ ｅ ｔ ｒ（ Ｃ ａ ｅ ｎ ｃ ｎ ｏ ｅ ａ ｎ ｅｌ ｖ ｒ —
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第பைடு நூலகம்２ ７卷 第 ２期
弹 箭 与 制 导 学 报
・ Ｏ ・ ３ ９
一
种新 的基 于 Ｃ 和 Ｃ Ｍ Ａ的恒 虚警检 测器
郝 程 鹏 ， 昌龙 ， 建 平 ， 朝 焕 司 原 侯
（ 国 科 学 院 声 学 研 究 所 ． 京 １０ ８ ） 中 北 ０ ０ ０
ｍａ ｏ ｓ ａ ｎ ｉｅ ｐ ｗｅ ｓ ｉ ｔ ｎ ｉ ｒ ｎａ ｏｓ ｏ ｒｅ ｔ ｍａ ｉ ．Ｕｎ ｅ ｗｅ ｌ ｇ Ｉ ｓ ｕ ｔ ｎ，ｔ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｐ ｅ ｓｏ ｓｏ －ａ ｄ Ｐ ｎ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｏ ｄ ｒＳ ｒｉ Ｉ ａ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ｏ ｈ ｎ ｌ ｔｃ ｘ ｒ ｓ ｉｎ ｆＰｚ ｎ ａ ｉ ｏ ｇ ｎ — Ｏ Ｓｂ ｃ ｇ ｏ ｎ ｒ ｅ ｉｅ Ｕ ａ ｋ ｒ ｕ ｄ ａ ｅ ｄ ｒ ｄ．ａ ｄ ｔ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｐ ｅ ｓ ｎ ｏ ｎ ｍ ｕｔｐ ｅ ｔ ｒ ｅ ｉｕ ｔ ｎ ｓａ ｓ ｅ ｉｅ ．Ｉ ｏ ｔ ａ ｔｔ ｖ ｎ ｈ ｎ ｌ ｔｃ ｘ ｒ ｓ ｉ ｆ ｏ Ｐｄ ｉ ｌｉ ｌ ａ ｇ ｔ ｔ ａ ｉ ｓｉ ｌｏ ｄ ｒｖ ｄ ｎ ｃ ｎ ｒ ｓ Ｏ ｓ ｏ ｏ ｈ ｒｄ ｔｃ ｏ ｓ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｆ ＣＭ ＣＡＧＯ ｉｓ ｉ ｏ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ａ ｋ ｒ ｕ ｄ．ｔ ｅ ａ ｉ ｔ ｆ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔ ｒ ．ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ ｓ ｌ ｎ ｎ ｎ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓ ｂ ｃ ｇ ｏ ｎ ｅ ｈ ｂｌ ｙ ｏ ｉ ＣＭ ＣＡＧ（ Ｏ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ｅｏ ａｓ ｌｒ ｉ ｍｏ ｅｅ ｆ ｃ ｉ ｅｔ ａ ｈ ｔ ｆ ）ｔ ｏ ｔｏ ｓ ｆｆ ｌｅ ａａ ｍ Ｓ ｒ ｒ ｆｅ ｔ ｈ ｎ ｔ ａ ｖ ｏ ＯＳ，ｗｈｌ ｉ ＣＭ ＣＡＧＯ ｌｏ ｅ ｈ ｂ ｔ ｏ ｄ ｒ ｂ ｓｎ ｓ ｅ ａ ｓ ｘ ｉ ｉｓｇ ｏ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓ ｉ ｌｉ ｌ ａ ｇ ｔｓｔ ａ ｉ ｎ ． Ａ ｏ ｎ ｍｕ ｔｐ ｅ ｔ ｒ ｅ ｉｕ ｔ ｓ ｏ ｃ ｍｐ ｏ ｓ ａ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓｂ ｃ ｇ ｏ ｎ ｅ ｄ ｎ Ｏ ａ ｇ ｅ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｎ ｒ ｍｉｅｃ ｎ ｂ ｄ ｎ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ａ ｋ ｒ ｕ ｄ ｌ ａ ｉ ｇ ｔ ｒ ａ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｏ ｔ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆＣＭ ＣＡＧＯ ｎ ｍｕ ｔｐ ｅ ｔ ｒ ｅ ｉ ａ ｉｎ ． ｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｏ ｉ ｌ ｌ ａ ｇ ｔｓｔ ｔ ｓ ｉ ｕ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ； ｏ ｓ ａ ｔｆ ｌｅ ａ ａ ｍ ａｅ； ｅ ｓ ｒ ｄ ｍｅ ｎ；ｃ ｌ ａ ｅ ａ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ； ｅ ｅ ｔ ｏ ｃ ｎ ｔ ｎ ａｓ ｌ ｒ ｒ ｔ ｃ ｎ ｏ ｅ ａ ｅｌ ｖ ｒｇｎ
一种主动声呐恒虚警自主检测算法
１．１可 变指 数恒 虚 警检 测 器 ＣＡ．ＣＦＡＲ是均 匀 环 境 中 的一种 最佳 检 测器 ，
但 它 的性 能 在 非 均 匀 环 境 下会 降 低 。ＧＯ．ＣＦＡＲ 和 ＳＯ．ＣＦＡＲ 是 为 解 决 ＣＡ．ＣＦＡＲ 在 混 响边 缘 中存 在 的虚 警 率上 升 的 问题 。但 它 们都 只 能解 决 其 中一 个 问题 ，并 且 还 带 来 一 定 的 附加 检 测 损 失 。
５
任凯威 等：一种主动声呐恒虚警 自主检测算法
对 于前 窗 与 后 窗
表 ２ 改进 ＶＩ－ＣＦＡＲ自适应 门限生成 方法
前 沿 窗 后 沿 窗 是否
等 喜 Ｖｖｉ＝１＋
㈩ 是否 是否 同均值
阈 值
不 均 匀 不 均 选 用 方 法 ＣＡ—ＣＦＡＲ
恒 虚警 检 测 算 法作 为 自主检 测 中 的一种 核 一ｔｌ，算 法 ，最 早起 源 于 雷达 。文 献 ［１］在 ２０００年 提 出了 该 检 测 算法 在 声 呐 中 的具 体 应用 。最 早 的恒 虚警 检 测 器 单 元 平 均 检 测 器 （Ｃｅｌｌ Ａｖｅｒａｇｉｎｇ—Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ，ＣＡ—ｃＦＡＲ）通 过对 参 考 滑 窗 内参考 单 元 样 本 的算 术 平 均来 估 计 背 景 噪声 水 平 。在 均匀 噪声 背 景 下 ，其 具 有最 佳 的检 测性 能 ，且 常作 为衡 量 其 它 检 测器 性 能 损 失 的标 准 ，但 在 多 目标 背 景和 噪声 边 缘 背 景下 ＣＡ．ＣＦＡＲ 检 测性 能 严 重 下 降 。最 大 选 择 （Ｇｒｅａｔｅｓｔ ｏｆ，ＧＯ）和 最小 选 择 （Ｓｍａｌｌｅｓｔ ｏｆ，ＳＯ） 检 测算 法 作 为对 ＣＡ—ＣＦＡＲ 策 略 的 改进 ，只 能 改 善 在 多 目标 背 景 或 噪声 边 缘背 景 中一种 情 况 下 的检 测 性 能 。经 典 ＣＦＡＲ检 测 器 的局 限性 表 现 在 ：选 用 单 一 的 ＣＦＡＲ策 略进 行 恒 虚警 检 测适 应 性 差 ，灵 活 性 低 ，伴 随 有 附加 的 ＣＦＡＲ损 失 ，往 往 仅 能够 实 现特 定 背景 下 的恒虚 警 率检 测 ，而 在 实 际环 境 中工 作 条 件 得不 到 满 足 。
但 它 的性 能 在 非 均 匀 环 境 下会 降 低 。ＧＯ．ＣＦＡＲ 和 ＳＯ．ＣＦＡＲ 是 为 解 决 ＣＡ．ＣＦＡＲ 在 混 响边 缘 中存 在 的虚 警 率上 升 的 问题 。但 它 们都 只 能解 决 其 中一 个 问题 ，并 且 还 带 来 一 定 的 附加 检 测 损 失 。
５
任凯威 等：一种主动声呐恒虚警 自主检测算法
对 于前 窗 与 后 窗
表 ２ 改进 ＶＩ－ＣＦＡＲ自适应 门限生成 方法
前 沿 窗 后 沿 窗 是否
等 喜 Ｖｖｉ＝１＋
㈩ 是否 是否 同均值
阈 值
不 均 匀 不 均 选 用 方 法 ＣＡ—ＣＦＡＲ
恒 虚警 检 测 算 法作 为 自主检 测 中 的一种 核 一ｔｌ，算 法 ，最 早起 源 于 雷达 。文 献 ［１］在 ２０００年 提 出了 该 检 测 算法 在 声 呐 中 的具 体 应用 。最 早 的恒 虚警 检 测 器 单 元 平 均 检 测 器 （Ｃｅｌｌ Ａｖｅｒａｇｉｎｇ—Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ，ＣＡ—ｃＦＡＲ）通 过对 参 考 滑 窗 内参考 单 元 样 本 的算 术 平 均来 估 计 背 景 噪声 水 平 。在 均匀 噪声 背 景 下 ，其 具 有最 佳 的检 测性 能 ，且 常作 为衡 量 其 它 检 测器 性 能 损 失 的标 准 ，但 在 多 目标 背 景和 噪声 边 缘 背 景下 ＣＡ．ＣＦＡＲ 检 测性 能 严 重 下 降 。最 大 选 择 （Ｇｒｅａｔｅｓｔ ｏｆ，ＧＯ）和 最小 选 择 （Ｓｍａｌｌｅｓｔ ｏｆ，ＳＯ） 检 测算 法 作 为对 ＣＡ—ＣＦＡＲ 策 略 的 改进 ，只 能 改 善 在 多 目标 背 景 或 噪声 边 缘背 景 中一种 情 况 下 的检 测 性 能 。经 典 ＣＦＡＲ检 测 器 的局 限性 表 现 在 ：选 用 单 一 的 ＣＦＡＲ策 略进 行 恒 虚警 检 测适 应 性 差 ，灵 活 性 低 ，伴 随 有 附加 的 ＣＦＡＲ损 失 ，往 往 仅 能够 实 现特 定 背景 下 的恒虚 警 率检 测 ，而 在 实 际环 境 中工 作 条 件 得不 到 满 足 。
一种基于排序数据方差的恒虚警检测器
收稿日期:2009 02 05;修回日期:2009 06 18.作者简介:钟晓锋(1974-),男,工程师,研究方向为水中武器系统分析与设计、水声信号处理.一种基于排序数据方差的恒虚警检测器钟晓锋(驻西安东风仪表厂军代室,陕西西安,710065)摘 要:为了充分利用参考单元信息,减少恒虚警(CFAR )损失,基于有序统计(O S)方法和排序数据方差(ODV )方法提出一种新的恒虚警检测器(M OSODV ),它的前沿和后沿滑窗分别采用O S 和ODV 产生2个局部估计,然后取二者之和作为背景功率水平估计。
在Sw erli ng II 型目标假设下,推导出M OSODV 在均匀背景下虚警概率的解析表达式,并与其他CFAR 方法进行了比较。
仿真结果表明,M O S ODV 在均匀背景及多目标环境中均具有较好的性能,而杂波边缘环境中,M O S ODV 也保持了比较好的虚警控制能力。
关键词:恒虚警检测器;雷达;有序统计;排序数据方差;多目标环境中图分类号:T J630;TN957 51 文献标识码:A 文章编号:1673 1948(2009)06 0031 04A Novel Constant False A l ar m Rate D etectorBased on O rdered D ata V ari abilityZ HONG X iao feng(M ilitary R epresentati ve O ffi ce ,Stationed i n X i an D ongF eng Instru m ent F actory ,X i an 710065,Ch i na)Abstrac t :In orde r to m ake full use of reference cell i nfo r m ati on and decrease constant false a lar m ra te(CFAR )loss ,a new CFAR detecto r (named MO SODV CFAR )based on o rdered stati stics(O S)and o rdered data var i ability (ODV )is proposed .Its lead i ng w i ndow and lagg i ng w i ndow use O S m ethod and ODV m ethod t o crea te t wo local no ise esti m ati ons respecti ve ly ,t hen the su m o f the t w o esti m ati ons i s taken as a g loba l no ise pow er esti m a ti on .A ssum i ng type of target is Swe rli ng II and no ise has G aussi an distributi on ,an ana l y ti c expressi on o f fa lse alar m rate f o rM OSODV under ho m ogeneous background i s derived .In Co m parison w it h m ean o rdered sta ti stics MO SC M andM O S AC m ethods ,si m u l a ti on resu lts sho w that theM O S ODV is endow ed w ith better de tecti on performance under ho m ogeneous env i ron m ent and mu lti targ et interference ,and it exhibits bette r per f o r m ance o f false a l a r m contro l aga i nst c l utte r edg e situa tions .K ey word s :constant false a lar m rate(CFAR )de tector ;radar ;o rdered statistics(O S);ordered data va riab ilit y (ODV );mu lti targ et env iron m ent0 引言在雷达自动检测系统中,目标的检测需要将接收到的信号与某一阈值比较,由于背景噪声随位置和时间而变化,采用固定阈值很难保持恒虚警率。
一种新的鲁棒恒虚警检测器
中图 分 类 号 ： Ｐ Ｔ２ 文献标识码 ： Ａ 国 家 标 准 学科 分 类 代 码 ： １．０ ５０ ８
Ｎｅ ｒ ｂｕ ｔＣＦＡＲ ｔ ｃ ｏ ｗ ｏ ｓ ｄｅ ｅ ｔ ｒ
ＱｎＹ ｈ ａ ， ａ ｈ ｎｐ ｎ ｉ ｕ ｕ Ｈ ｏＣ ｅｇ ｅｇ
（ ｏｌ ｅ）， ｒ ａｉ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｑｎｄ ｏＵ ｉ ｒｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴｃｍ ｏｙ ｉｇ ａ ６ ０ １ ｈ ａ ，Ｃ ｌｇ ／， ｍ ｔ ｎＳｉ ｃ ｄＴｃｎｌ ｙ ｉ ａ ｎ ｅ ｉ Ｓｉ ｃ ？ ｅｈ ｄｇ ，Ｑｎｄ ｏ２６ ６ ，Ｃ ｉ ｅ ｒ‘ ｏ ｅ ａ ｏ ｇ ｖ ｓｙ Ｊ ｅ ｌ ｎ ２Ｉｓｔ ｅ ｆ ｃｕｔｓ ｈｎｓ Ａ ａｅ ｙｏ ｉ ｃｓ Ｂ ｉｎ ０ １０ ｈｎ ） ｎｔｕ Ａ ｏｓｃ，Ｃ ｉｅ ｃｄｍ Ｓ ｅ ｅ， ｅｉ １０ ９ ，Ｃ ｉａ ｉｔｏ ｉ ｅ ｆ ｃｎ ｊｇ
Ａｂ ｔａ ｔ ｎｏｄ ｒｔ ｉ ｒｖ ｈ ｎｅ ｅｅ ｃ ｍｍｕ ｉ ｆｔｅ ｄ ｔｃｏ ，ａ ｎ ｗ ＣＦ ｅｅ ｔｒ（ ＧＣ ＣＦ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｒｅ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｔｅ ｉｔｒ ｒｎ ｅ ｉ ｆ ｎｔ ｏ ｈ ｅｅ ｔｒ ｅ ＡＲ ｄ ｔｃｏ ＡＣ Ａ— ＡＲ） ｙ
ｄ ｔ ｖ ｒ ｂｌｙ ＯＩＶ） ａａ ａｉ ｉｔ（ ） ａ ｉ
匀背景下的检测性能 ， 义献 ］ ｆ ７ 提ｆ 了基 于有 序统计 （ ｓ 和 Ｉ ０）
１ 引
言
单 元平均（ Ａ 选大 提 出 了 Ｏ Ｃ Ｇ Ｃ） Ｓ Ａ Ｏ方法 ， 献 ［ ］ 文 ８ 提 了 综合 Ｃ Ｍ和 Ｃ Ａ优点 的 Ｃ Ｃ Ｇ Ｍ Ａ Ｏ方法 。但 Ｃ 方法 的删 除 Ｍ
第２ ９卷
第 １ ２期
仪 器 仪 表 学 报
Ｎｅ ｒ ｂｕ ｔＣＦＡＲ ｔ ｃ ｏ ｗ ｏ ｓ ｄｅ ｅ ｔ ｒ
ＱｎＹ ｈ ａ ， ａ ｈ ｎｐ ｎ ｉ ｕ ｕ Ｈ ｏＣ ｅｇ ｅｇ
（ ｏｌ ｅ）， ｒ ａｉ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｑｎｄ ｏＵ ｉ ｒｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴｃｍ ｏｙ ｉｇ ａ ６ ０ １ ｈ ａ ，Ｃ ｌｇ ／， ｍ ｔ ｎＳｉ ｃ ｄＴｃｎｌ ｙ ｉ ａ ｎ ｅ ｉ Ｓｉ ｃ ？ ｅｈ ｄｇ ，Ｑｎｄ ｏ２６ ６ ，Ｃ ｉ ｅ ｒ‘ ｏ ｅ ａ ｏ ｇ ｖ ｓｙ Ｊ ｅ ｌ ｎ ２Ｉｓｔ ｅ ｆ ｃｕｔｓ ｈｎｓ Ａ ａｅ ｙｏ ｉ ｃｓ Ｂ ｉｎ ０ １０ ｈｎ ） ｎｔｕ Ａ ｏｓｃ，Ｃ ｉｅ ｃｄｍ Ｓ ｅ ｅ， ｅｉ １０ ９ ，Ｃ ｉａ ｉｔｏ ｉ ｅ ｆ ｃｎ ｊｇ
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匀背景下的检测性能 ， 义献 ］ ｆ ７ 提ｆ 了基 于有 序统计 （ ｓ 和 Ｉ ０）
１ 引
言
单 元平均（ Ａ 选大 提 出 了 Ｏ Ｃ Ｇ Ｃ） Ｓ Ａ Ｏ方法 ， 献 ［ ］ 文 ８ 提 了 综合 Ｃ Ｍ和 Ｃ Ａ优点 的 Ｃ Ｃ Ｇ Ｍ Ａ Ｏ方法 。但 Ｃ 方法 的删 除 Ｍ
第２ ９卷
第 １ ２期
仪 器 仪 表 学 报
基于恒虚警门限的雷达信号检测技术
基于恒虚警概率（CFAR ）的雷达回波目标检测技术1、恒虚警检测技术恒虚警检测基于纽曼—皮尔逊准则，即在保持虚警概率一定的条件下，使检测概率达到最大。
假设检波器输出为(n)Z()Z n =（1）其中(n)I 与(n)Q 为I 、Q 两路相干积分后的结果，忽略信号由于频差，码相位误差以及数据跳变造成的相干累积增益衰减，则在信号存在时服从莱斯分布，只有噪声时服从瑞利分布错误！未找到引用源。
假设检波器输出的值为v ，信号不存在时瑞利分布的概率密度函数为()2222,0,0n v Ray n v e v f v v σσ-⎧⎪≥=⎨⎪<⎩（2）当信号存在时服从莱斯分布，它的概率密度函数为()()222/2022, 00, 0n v A Ric n n v Av e I v f v v σσσ-+⎧⎛⎫≥⎪⎪=⎨⎝⎭⎪<⎩ （3）其中，A 为输入信号的幅值，0()I x 为第一类零阶修正贝塞尔函数。
两个分布的概率密度函数曲线如图所示图 错误！文档中没有指定样式的文字。
.1 瑞利分布与莱斯分布根据虚警概率fa p ，设判决门限值为t v 。
统计出信号不存在情况下超过门限的概率。
非相干积分值的概率密度概率密度函数222()tt nfa Ray v v p f v dveσ∞-==⎰ （4）由式（4）可以得出门限t v 和恒虚警率fa P的关系为t v =设定一个固定的虚警概率，一般为10-6已有或估计出当前噪声的功率，就可以得到门限值t v 使虚警概率恒定。
此时，信号的检测概率为()()222/2022tn td Ric v v A v nn n p f v dvvAv e I dv A Q σσσσ∞∞-+=⎛⎫= ⎪⎝⎭⎛= ⎝⎰⎰（5）式（5）为Marcum Q 函数，难以计算结果，对于虚警概率较小的情况，可使用高斯分布函数进行近似n n A A Q F σσ⎛⎛≈- ⎝⎝ （6）其中()F x 可由下式给出22()xF x d λλ-=⎰（7）公式（7）的近似结果较好，计算也比较简便，在实际中常用。
一种广义似然比恒虚警检测方法
测技术 。
２ １ 年 第 ４期 ０１
舰 船 电 子一 种 在 信 号 参 数 和 噪 声 统 计 特 性
一
（ ５）
均 未知 情况 下 的广 义似然 比恒虚 警检 测 方法 。
式 （） ５ 中 表 示采 样协 方 差 矩 阵 ， 它是 噪 声协 方 差
需 要大 量 的样 本 ， 果 噪 声 统计 特 性 变 化 缓慢 ， 如 则 可以通 过对该 检 测单 元 进 行 大量 观 测 进 而 估计 该
正［］丑 巨口
塑
Ｔ
１
ｌ
厂 — — —— — —— — — —— — —— — ‘ —— — １ 判 ． — — — —— — — —— — —— — —— —］ ．厂— — — 决 —
１ 引 言
在 雷达信 号检测 中 ， 虚警 的 目的就 是要 使得 恒 系统 的虚警概 率 在不 同 的噪 声环 境 中保 持 设 定 的 恒 定值 。在噪 声 的统计 特性 确知 的情 况下 ， 系统 的
虚警 概率 同设定 的判决 门限有 关 。因此 ， 要达 到恒
虚警 的 目的 ， 就需要 使得 系统 的判 决 门限 随着 噪声 环境 统计特 性 的 变化 自适 应 的变化 。对 于具 体 的 雷达 检测单元 ， 我们 就需要 对该 检测 单 元 的噪声 统 计特性进 行估 计 ， 而对 噪声 的统 计特 性进 行 估计 就
总 第 ２ ２期 ０ ２ １ 年第 ４ ０１ 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓｈｉ ｅ ｔｏ ｃ Ｅｎ ｎｅ ｒｎ ｐ Ｅｌｃ ｒ ｎｉ ｇｉ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ４ １３ ．
１２ ５
一
种 广 义 似 然 比恒 虚 警 检 测 方 法
２ １ 年 第 ４期 ０１
舰 船 电 子一 种 在 信 号 参 数 和 噪 声 统 计 特 性
一
（ ５）
均 未知 情况 下 的广 义似然 比恒虚 警检 测 方法 。
式 （） ５ 中 表 示采 样协 方 差 矩 阵 ， 它是 噪 声协 方 差
需 要大 量 的样 本 ， 果 噪 声 统计 特 性 变 化 缓慢 ， 如 则 可以通 过对该 检 测单 元 进 行 大量 观 测 进 而 估计 该
正［］丑 巨口
塑
Ｔ
１
ｌ
厂 — — —— — —— — — —— — —— — ‘ —— — １ 判 ． — — — —— — — —— — —— — —— —］ ．厂— — — 决 —
１ 引 言
在 雷达信 号检测 中 ， 虚警 的 目的就 是要 使得 恒 系统 的虚警概 率 在不 同 的噪 声环 境 中保 持 设 定 的 恒 定值 。在噪 声 的统计 特性 确知 的情 况下 ， 系统 的
虚警 概率 同设定 的判决 门限有 关 。因此 ， 要达 到恒
虚警 的 目的 ， 就需要 使得 系统 的判 决 门限 随着 噪声 环境 统计特 性 的 变化 自适 应 的变化 。对 于具 体 的 雷达 检测单元 ， 我们 就需要 对该 检测 单 元 的噪声 统 计特性进 行估 计 ， 而对 噪声 的统 计特 性进 行 估计 就
总 第 ２ ２期 ０ ２ １ 年第 ４ ０１ 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓｈｉ ｅ ｔｏ ｃ Ｅｎ ｎｅ ｒｎ ｐ Ｅｌｃ ｒ ｎｉ ｇｉ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ４ １３ ．
１２ ５
一
种 广 义 似 然 比恒 虚 警 检 测 方 法
一种新的分块恒虚警率检测技术
Ａ Ｎｏ ｖ ｅ ｌ Ｄｉ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ Ｂｌ ｏ ｃ ｋ ＣＦＡＲ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ Ｓ Ｕ Ｎ Ｈ ｏ ｎ ｇ — ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｌ Ｖ Ｚ ｅ — ｉ ｎ ｎ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｔ ａ ｏ
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பைடு நூலகம்
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一种新的基于UMVE和OS的恒虚警检测算法
一种新的基于UMVE和OS的恒虚警检测算法
郝程鹏;侯朝焕
【期刊名称】《电子与信息学报》
【年(卷),期】2007(029)006
【摘要】为了充分利用参考单元所提供的信息,减少恒虚警损失,该文基于无偏最小方差估计(UMVE)方法和有序统计(OS)方法,提出了一种新的恒虚警检测器(MOSUM-CFAR).它的前沿和后沿滑窗分别采用UMVE和OS方法产生两个局部估计,再对二者求和得到背景功率水平估计.在SwerlingⅡ型目标假设下,文中推导出MOSUM-CFAR在均匀背景下虚警概率Pfa和检测概率Pd及多目标环境下检测概率Pd的解析表达式,并与其它方案作了比较.分析结果表明MOSUM-CFAR在均匀背景和多目标环境下均具有相当好的检测性能.
【总页数】4页(P1380-1383)
【作者】郝程鹏;侯朝焕
【作者单位】中国科学院声学研究所,北京,100080;中国科学院声学研究所,北京,100080
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.23
【相关文献】
1.基于OS和UMVE的最大选择恒虚警检测算法 [J], 王坚浩;严利华;马明
2.一种新的基于CA和OS的分布式模糊恒虚警检测系统 [J], 郝程鹏;刘斌;陈模江;
侯朝焕
3.一种基于OS和UCM的恒虚警检测算法 [J], 孟祥伟;何友
4.一种新的基于UMVE和CA的恒虚警检测器 [J], 曲超;郝程鹏;杨树元
5.基于UMVE算法的恒虚警检测器 [J], 郝程鹏;侯朝焕
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Ξ一种新型恒虚警检测方法初探许 蕴 山(空军工程大学 西安 710038) 【摘要】 提出综合性能良好的混合型CFA R处理方法,分析其检测性能,并和常规CFA R处理方法进行了比较。
关键词:脉冲多普勒雷达 恒虚警处理 恒虚警损失A New CFAR D etectionXu Yun shan(A ir F orce E ng ineering U n iversity,X i’an710038)Abstract:T h is p ap er p ropo ses a m ixed CFA R p rocessing m ethod w h ich has better p er2 fo rm ances and com p ares it w ith conven ti onal CA2CFA R and HCE2CFA R.Keywords:PD radar CFA R p rocessing CFA R lo ss1 前言在目标信号信噪比不变的情况下,通过改进信号的检测方法,选取适当的虚警门限,既保证虚警率不超出允许范围,又能提高检测概率,这是提高雷达作用距离的一种重要方法。
现代信号处理技术的发展、高速处理器件的出现已经为采取更复杂的信号处理提供了可能,本文提出了一种混合型恒虚警处理方法,对其性能作了分析,并与其他恒虚警处理方法作了比较。
2 混合型恒虚警处理方法2.1 混合型恒虚警处理方法HCE2CFA R方法对存在明显杂波边缘的背景处理性能比较优越。
当杂波背景均匀时,或者采样滑窗存在两个区域,但其统计特性相差不大,则HCE方法的性能下降,此时如采用单元平均方法处理则可弥补HCE2CFA R方法的不足。
因此在进行HCE2CFA R处理时,可采用如图1所示混合型CFA R处理方法。
首先假设参考滑窗内包含两块杂波区域,用最大似然估计法估计两杂波区域的功率水平,定义似然函数,即:Ξ本文于2002年6月28日收到L (y 1,2,…,y N h J )=∏N i =11Ρ2i (J )exp [-y i Ρ2i (J )]y i 为平方率检波后的输出,即y i =12X 2i 。
可以分别求得两块杂波区域的功率水平估计Ρδ21(J )与Ρδ22(J )。
然后将它们代入(ln L )表达式中,并令L ′J =ln L +N =-[J ln Ρδ21(J )+(N -J )ln Ρδ22(J)]当J 变化时求L ′J 的最大值,即L ′G =m ax {L ′J },J =1,2,…,N -1。
此处G 暂且作为杂波边缘所处的单元位置。
则相应滑窗中两块杂波区域的功率水平估计分别为Ρδ21(G )=1G ∑G i =1y i ,Ρδ22(G )=1N -G ∑N i =G +1y i 。
从而得到两杂波区域功率比值Χδ=Ρδ22(G )Ρδ21(G )(dB )。
图1 混合型CFA R 处理框图临界[ΧL ,ΧH ]的确定:当恒虚警处理的滑窗长度N 确定后,再根据最大似然估计得到的杂波边缘位置G 的值,分别计算CA 2CFA R 与HCE 2CFA R 随Χ变化的检测概率P D (CA )、P D (H CE )和虚警概率P FA (CA )、P FA (H CE )(具体计算方法与HCE 处理性能分析中的有关方法相同),则Χ的边界值可按如下方法来确定:若G 处于检测单元的左侧:当P D (CA )≥P D (H CE )时,Χ的取值为下界ΧL当P FA (CA )≥P FA (H CE )时,Χ的取值为上界ΧH 若G 处于检测单元的右侧:当P D (CA )≥P D (H CE )时,Χ的取值为上界ΧH当P FA (CA )≥P FA (H CE )时,Χ的取值为下界ΧL得出Χ的边界[ΧL ,ΧH ]后,如图1所示,判断Χδ是否在该边界区间内,然后,按以下准则确定在后续检测中使用CA 2CFA R 方法,还是使用HCE 2CFA R 方法进行处理。
判定准则:Χδ∈[ΧL ,ΧH ]则采用CA 2CFA R 方法处理Χδ∈ [ΧL ,ΧH ]则采用HCE 2CFA R 方法处理按上述准则分两条信号通道分别选择恒虚警检测门限。
如果采用CA 2CFA R 处理方法,则检测门限为S n =T ・1N・∑N i =1y i 。
如果采用HCE 2CFA R 处理方法,需分两种不同的情况,当G <N2时,检测门限为S n =T ・Ρδ22;当G ≥N 2时,检测门限为S n =T ・Ρδ21。
其中T 为门限因子。
最后得到的检测门限送入比较器与检测单元信号y T 进行比较、判决。
2.2 混合型CFA R 处理的性能下面从恒虚警处理损失、M on te .Carlo 模拟检测两个方面来分析混合型CFA R 处理的性能,并与CA 2CFA R 、HCE 2CFA R 两种恒虚警处理方法性能进行比较。
2.2.1 恒虚警损失众所周知,当检测门限一定时,由于各种干扰以及噪声起伏将导致虚警概率的增加。
若要想保持虚警概率不变,则应适当地提高检测门限,此时若要想同时保持原来的检测概率,就必须相应加大输入信号的信噪比,所需提高的信噪比数值就是所谓恒虚警处理中的信噪比损失,简称为恒虚警损失,通常记为L CFA R 。
图2 恒虚警损失比较曲线图2是计算机模拟检测中,得到的恒虚警损失随Χ变化的曲线。
图中的三簇曲线分别代表CA 2CFA R 、HCE 2CFA R 及混合CFA R 三种方法的损失。
在计算机模拟检测时,采用累积求检测概率的方法,使信噪比不断递增,当累积检测概率达到0.85则认为检测到目标,虚警概率P FA 分别设置为10-5、10-6、10-7三组值。
杂波背景由均匀到非均匀变化,即参考滑窗中两块区域杂波的功率水平之比Χ由小到大依次变化。
并将所得的恒虚警损失作一比较(设CA 2CFA R 在处理均匀背景杂波时的恒虚警损失为1(0dB ))。
由图中曲线可以看出,当设定的虚警概率下降时,用各种方法处理恒虚警损失都随之上升。
当Χ小时,HCE 2CFA R 处理具有较高的损失,尤其是Χ在0dB 附近时,HCE 2CFA R 的损失 第2期许蕴山 一种新型恒虚警检测方法初探比另外两种方法的损失要高出7～8dB 之多。
CA 2CFA R 处理的损失随Χ增大而不断上升,当Χ为10dB 时,损失已上升到6dB 以上。
在整个Χ的变化轴上,混合型CFA R 处理都能保持相对较低的恒虚警损失。
因此,混合型CFA R 方法在L CFA R 方面比其它两种CFA R 方法拥有较明显的优越性。
2.2.2 模拟检测的性能在模拟中通过M on te .Carlo 法产生服从瑞利分布的杂波背景,整个杂波背景由三块分别均匀的区域组成,其中区域1、2之间的交界边缘设在第30单元处,区域2、3之间的交界边缘设定在第60单元处,且区域1、3具有相同的杂波功率水平,而区域2与它们不同。
在第20、40、80三个单元处设有信杂比为15dB 的目标信号,分别采用CA 2CFA R 、HCE 2CFA R 及混合型CFA R 三种方法进行模拟检测,参考滑窗长度为N =16。
得到的比较结果如图3、图4所示。
图3所示的模拟中杂波功率水平差异较小:Χ=Ρ22Ρ21=3dB ,此时HCE 2CFA R 处理在杂波交界边缘附近和满足单一分布的区域3中都具有虚警检测,相比之下,混合型CFA R 却能稳定地维持恒虚警的性能。
图3 Χ=3dB 时三种CFA R 方法模拟检测的结果比较(对瑞利杂波)参考滑窗宽度N =16图4所示的模拟中杂波功率水平相差较大:Χ=Ρ22Ρ21=20dB 。
此时CA 2CFA R 处理在第一个杂波边缘处出现虚警检测,而HCE 2CFA R 在此情况下没有发生虚警检测,但它却在均匀的区域3内部未能检测到目标3。
只有混合型CFA R 无论在Χ较大还是Χ较小时都能保持恒虚警 2003年6月火控雷达技术第32卷 的性能,同时避免了目标的漏报现象。
3 三种CFA R 方法得到的雷达作用距离比较不同检测方法对目标信号信噪比的要求不一样,相应雷达的作用距离也不同。
我们只考虑虚警概率和检测概率的确定过程,将各种杂波背景下(取不同的Χ值),使用三种恒虚警方法得到的雷达作用距离作一比较。
对于CA 2CFA R 处理方法,虚警概率表达式为P FA =ΧΧ+V N M (1+V N )N -M 当杂波边缘位置被确定后,HCE 和混合型CFA R 处理都要由采样平均来估计检测门限。
因此对三种恒虚警方法,均可根据每个Χ值和初始设定的P FA (0),通过各自的虚警概率表达式求得检测门限因子V ,然后确定单次检测概率P D i =1+V L (1+X )-L 其中L 为参与门限估计的采样单元数。
图4 Χ=20dB 时三种CFA R 方法模拟检测的结果比较(瑞利杂波)参考滑窗宽度N =16表1为Χ取0、3、7、10、15、20(dB )时,分别使用CA 、HCE 及混合型三种CFA R 处理方法得到的雷达作用距离。
雷达设定的虚警概率为P FA (0)=10-4,累计检测概率达到0.85时认为目(下转第16页) 第2期许蕴山 一种新型恒虚警检测方法初探图5 U SB 调制输出图6 D SB 调制输出4 总结美国In tersil 公司的可编程上变频芯片H SP 50415是一种功能强大、应用方便的数字上变频器,它与D SP 等联合使用,可方便地实现数字信号的多种调制方式与上变频功能,具有良好的应用前景。
本文在给出发射机中频数字化实现方案的基础上,以D SB 、L SB 、U SB 调制为例,初步探讨了H SP 50415在软件无线电中的应用,希望达到抛砖引玉的作用。
参 考 文 献1 杨小牛、楼才义、徐建良.软件无线电原理与应用.电子工业出版社,2001年2 H SP 50415DA TA SH EET .In tersil Co rpo rati on ,2000年3 A .V .奥本海姆.信号与系统.西安交通大学出版社,1997年4 闻懋生、张传生.信息传输基础.西安交通大学出版社,1995年(上接第5页)标被发现。
载机高1500m ,雷达工作在15kH z 的中重频,脉冲宽度为1Λs ,发射功率为2k W ,目标高度500m ,截面积为5m 2。
从表1的结果比较中可以看出,混合型CFA R 能使雷达获得稳定的作用距离。
表1三种CFA R 处理的雷达作用距离(km )ΧdB037101520CA 2CFA R61.549.536.528.017.514.0HCE 2CFA R 45.547.048.048.047.547.0混合型CFA R58.048.548.047.047.546.5参 考 文 献1 J .I .M arcu .A Statical T heo ry of D etecti on by Pu lse R adar ,and M athem aticalA pp endix .I R E T an s.on IT -6,1960,59-2672 毛士艺等.脉冲多普勒雷达.国防工业出版社,1990 2003年6月火控雷达技术第32卷 。