Постоянная частота ложных срабатываний

редактировать

Постоянная частота ложных срабатываний (CFAR ) Обнаружение относится к общей форме адаптивный алгоритм, используемый в радиолокационных системах для обнаружения отраженных сигналов цели на фоне шума, помех и помех.

Содержание

  • 1 Принцип
  • 2 CFAR с усреднением ячеек
  • 3 Сложные подходы CFAR
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Принцип

В радиолокационном приемнике возвращающиеся эхо-сигналы обычно принимаются антенна, усиленная, преобразованная с понижением частоты и затем пропущенная через схему детектора, которая извлекает огибающую сигнала (известного как видеосигнал). Этот видеосигнал пропорционален мощности принятого эхо-сигнала и включает полезный эхо-сигнал и нежелательную мощность от внутреннего шума приемника и внешних помех и помех.

. роль схемы постоянной частоты ложных тревог заключается в определении порогового значения мощности, при превышении которого любой возврат может считаться источником, вероятно, от цели. Если этот порог слишком низкий, то будет обнаружено больше целей за счет увеличения количества ложных тревог. И наоборот, если порог слишком высок, то будет обнаружено меньше целей, но количество ложных срабатываний также будет низким. В большинстве радар-детекторов порог устанавливается для достижения требуемой вероятности ложной тревоги (или, что эквивалентно, частоты ложных тревог или времени между ложными тревогами).

Если фон, на котором должны быть обнаружены цели, является постоянным во времени и пространстве, то можно выбрать фиксированный пороговый уровень, который обеспечивает заданную вероятность ложной тревоги, определяемую функцией плотности вероятности шума, который обычно принимается равным гауссову. Таким образом, вероятность обнаружения является функцией отношения сигнал / шум целевого возврата. Однако в большинстве действующих систем нежелательные источники помех и помех означают, что уровень шума изменяется как в пространстве, так и во времени. В этом случае можно использовать изменяющийся порог, при котором пороговый уровень повышается и понижается для поддержания постоянной вероятности ложной тревоги. Это известно как обнаружение постоянной частоты ложных тревог (CFAR).

CFAR с усреднением ячеек

Постоянная частота ложных тревог (CFAR). В центре находится тестируемая ячейка. Две соседние ячейки складываются и умножаются на константу, чтобы установить порог. Обнаружение происходит, когда тестируемая ячейка превышает пороговое значение.

В большинстве простых схем обнаружения CFAR пороговый уровень рассчитывается путем оценки уровня минимального шума вокруг тестируемой ячейки (CUT). Это можно найти, взяв блок ячеек вокруг CUT и вычислив средний уровень мощности. Чтобы избежать искажения этой оценки за счет мощности от самого CUT, ячейки, непосредственно примыкающие к CUT, обычно игнорируются (и называются «защитными ячейками»). Цель объявляется присутствующей в CUT, если она больше, чем все соседние ячейки, и больше, чем локальный средний уровень мощности. Оценка местного уровня мощности иногда может быть немного увеличена с учетом ограниченного размера выборки. Этот простой подход называется CFAR с усреднением ячеек (CA-CFAR).

Другие связанные подходы вычисляют отдельные средние значения для ячеек слева и справа от CUT, а затем используют наибольший или наименьший из этих двух уровней мощности для определения локального уровня мощности. Они называются CFAR с наибольшим значением (GO-CFAR) и с наименьшим значением CFAR (LO-CFAR), соответственно, и могут улучшить обнаружение, когда оно непосредственно примыкает к областям помех.

Сложные подходы CFAR

Более сложные алгоритмы CFAR могут адаптивно выбирать пороговый уровень, строго учитывая статистику фона, в котором должны быть обнаружены цели. Это особенно характерно для приложений морского наблюдения (радаров), где фон является особенно резким и плохо аппроксимируется аддитивным белым гауссовским шумом. Это сложная проблема обнаружения, так как трудно отличить выбросы, вызванные отражениями от морской поверхности, и выбросами, вызванными действительными сигналами, например, от подводной лодки перископов. K-распределение - популярное распределение для моделирования характеристик морских помех.

См. Также

Справочная информация

Последняя правка сделана 2021-05-15 10:19:53
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте