[发明专利]一种未知杂波背景下的CFAR检测门限获取方法

摘要

该发明一种未知杂波背景下的CFAR检测门限获取方法，属于雷达弱目标检测技术领域，它特别涉及了非参数估计和低信噪比下恒虚警检测技术领域。该方法基于参考单元数据，利用核密度估计方法实时准确的估计杂波背景的概率密度函数，进而根据概率密度函数与上分位点之间的关系确定初步的检测门限，最后利用门限修正因子对初步门限做一个修正，保证检测器维持设定虚警概率。从而具有通用性强、结构简单、与背景无关、在小数据量下获得较高的检测性能并保持恒虚警特性的检测门限获取方法，改善CFAR检测性能。

主权项

一种未知杂波背景下的CFAR检测门限获取方法，该方法包括：步骤1、初始化系统参数包括：参考窗长N，虚警概率P_fa，概率密度函数的随机变量x，带宽的取值范围r；步骤2、从单脉冲雷达接收机中读取第n帧数据，Z(n)＝{z_n(m)},1<m<N_r，其中N_r为总的距离单元数，m为距离单元的量测状态，z_n(m)表示第n帧回波数据的量测单元m中的量测值；步骤3、设定参考窗长度为N，将待检测单元左、右两侧各N/2个分辨单元作为参考单元，计算对核函数加权的带宽h；$h=\underset{r}{\arg \min }[1/\left(r{N}^2\right)]{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^N{K}^{*}((X_i-X_j)/r)+[2/\left(\mathrm{rN}\right)]K\left(0\right),$其中X_i和X_j来自Z(n)，是待检测单元两侧的参考单元数据，K(·)为标准正态分布的概率密度函数，K^*(x)＝K²(x)‑2K(x)；步骤4、利用参考窗中各单元数据估计待检测单元的概率密度函数和分布函数$\hat{f}\left(x\right)=(1/N){\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N(1/h)K((x-X_i)/h),\hat{F}\left(x\right)=(1/N){\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N\mathrm{\&Phi;}((x-X_i)/h),$其中，Φ为标准正态分布的分布函数；步骤5、求取初步检测门限T，表示的反函数；步骤6、为了保持检测器处于设定的虚警概率，在给定虚警概率P_fa下采用蒙特卡洛方法求取门限修正因子κ；步骤7、计算精确检测门限T_exact＝κ·T；步骤8、待检单元的幅值x_cut与检测门限比较，如果x_cut>T_exact，则表明本单元有目标存在，在雷达显示屏上显示点迹，否则本单元没有目标存在，不显示点迹。