专利名称：基于秩和局部估计的选大和选小非参量恒虚警检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及雷达信号处理领域中的秩和局部估计选大和选小目标检测方法，适 用于各种现有雷达的信号处理系统。
背景技术：
在参量CFAR检测技术中，人们为了解决单元平均CA(Cell Average)-CFAR检测
器在杂波边缘中引起虚警率上升和在多目标环境中导致检测性能下降的问题分别提出了 最大选择GO (Greatest Of) -CFAR检测器和最小选择SO (Smallest Of) -CFAR检测器。在 CA-CFAR检测器中，背景杂波功率水平由检测单元两侧所有参考单元的均值估计得到。 而在GO-CFAR检测器中，取检测单元前后两个局部估计值中较大的一个作为总的杂波功 率水平估计。与之相反，在SO-CFAR检测器中取检测单元前后两个局部估计值中较小 的一个作为总的杂波功率水平估计。但是，参量CFAR检测器要求背景分布已知，当实 际环境的分布与参量CFAR检测器所假设的分布不匹配时将导致其性能严重下降。非参量检测器因其不依赖于背景杂波的具体分布形式而比参量检测器具有更 强的环境适应能力。传统非参量检测器如广义符号检测器(Generalized Sign GS)、 Mann-Whitney检测器(MW)和秩方检测器(Rank Square RS)等对于检测单元两侧杂波 背景均勻且采样间独立同分布的环境具有优越的性能。但是当检测单元两侧杂波背景非 均勻(包括杂波边缘和多目标环境)甚至完全不满足独立同分布的条件时，利用实测数据 分析的结果已经证明传统非参量检测器的目标检测性能严重下降甚至根本无法对目标进 行有效的检测。在现有基于秩序统计量的非参量检测策略中，均是将检测单元的采样与两侧所 有参考单元的杂波采样相比从而构造相应的非参量统计量。至今没有相关文献涉及与参 量CFAR中GO-CFAR和SO-CFAR检测器的构造方式类似的非参量检测方案以及相关的 研究。
发明内容
1.要解决的技术问题本发明的目的在于提供可以在非均勻杂波背景(包括杂波边缘和多目标环境)中 提高传统非参量检测器虚警控制能力和目标检测性能的非参量检测器，其中要解决的主 要技术问题包括(1)在雷达一次扫描中，将非参量检测器检测单元采样分别与前后参考单元杂波 采样比较获得两个秩序统计量。(2)将得到的两个秩序统计量同时送入比较器，选取两者中较大者或较小者求和 后输出获得秩和选大或秩和选小统计量。2.技术方案本发明所述秩和局部估计选大或选小非参量检测器，包括以下技术措施首先将雷达包络检波后的视频信号输入延迟单元，利用抽头延迟线的抽头输出获得检测单元 和两侧参考单元的采样值。在检测单元两侧分别设置两个保护单元防止检测单元信号能 量泄露到两侧参考单元中。然后分别求取检测单元采样值在两侧参考单元中采样值的秩 并选取两个秩中较大或较小者输出，将不同脉冲的输出进行积累求和得到秩和局部估计 选大或选小统计量。最后，将得到的检验统计量与在一定虚警概率下得到的门限同时送 入判决器比较后做出有无目标的判决，输出判决结果。3.有益效果本发明相比背景技术具有如下的优点(1)该检测器不需要检测单元两侧背景均勻同分布的假设；(2)该检测器在非均勻背景中同样具有良好的目标检测性能；(3)该检测器在非均勻背景中的目标检测性能优于传统非参量检测器。
四
说明书附图中图1是本发明的实施流程图，图2是本发明核心部分检验统计量的 形成原理框图。图1中装置1的功能由图2实现，装置2是求和器，装置3是判决器。 图2中C1C2…Cm表示m个比较器。
五具体实施例方式以下结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。参照说明书附图，本发明的具体实施方式
分以下几个步骤(1)假设信号来自于一个二维脉冲雷达系统，为了完成在某一个具体的距离单元 中对所有方位上H。假设(没有目标)对于H1假设(有目标)的检验，在距离向上取与被 检测单元邻近的周围距离单元对应的M = 2m个采样作为参考样本，这些距离单元被称为 参考单元，m为前沿或后沿参考单元数。认为对每一个方位都有一个脉冲个数为N的脉 冲串(等于每个天线波束宽度内的脉冲个数)，对于第j(j = l，…，N)个脉冲，分别用 、和= 1，…，N，i = 1，…，m)代表检测单元两侧参考单元采样，此时检测单 元的信号样本采样用表示，并且假设 和％分别统计独立同分布。在图1中将来自第j(j = 1，…，N)个脉冲回波包络检波器的输出同时送入装 置1，装置1的功能如图2所示，这里称其为局部秩估计器。局部秩估计器的具体功能如 下a)分别将两侧参考单元的采样值与检测单元采样值送入比较器C1CV" Cm进行 比较，如果检测单元采样值大于或等于参考单元采样值比较器输出“1”，反之则输出 "0“。即
权利要求
1.秩和局部估计选大或选小检测器，其特征在于包括以下技术措施(1)分别求取检测单元采样值在两侧参考单元采样值中的秩序统计量；(2)选取两个秩序统计量中较大或较小者输出求和获得相应检验统计量。
2.根据权利要求1所述的秩序统计量的获取方法，其特征在于具有如下技术特征 在距离向上取与被检测单元邻近的周围距离单元对应的M = 2m个采样作为参考样本，这 些距离单元被称为参考单元，m为前沿或后沿参考单元数。认为对每一个方位都有一个 脉冲个数为N的脉冲串(等于每个天线波束宽度内的脉冲个数)，对于第j(j = 1，…， N)个脉冲，分别用 和y“j = l，…，N，i = 1,…，m)代表检测单元两侧参考单 元采样，此时检测单元的信号样本采样用。表示，将两侧参考单元采样值经抽头延迟线 抽头输出后送入比较器分别与送入的检测单元采样值进行比较，如果检测单元采样值大 于或等于参考单元采样值，比较器输出“1”，反之则输出“0”。即
3.根据权利要求1所述的选取两个秩序统计量，选取其中较大或较小者输出并送入积 累器累加获得相应检验统计量，其特征在于采用如下的技术措施将得到的两个秩序统 计量送入最大选择器或最小选择器选择输出，输出值送入积累器累加求和，求和输出即 为本发明所述非参量检测器的检验统计量。秩和局部估计选大检测器的检验统计量如下
全文摘要
本发明公开了一种基于秩和局部估计选大和选小的非参量CFAR检测器，该技术属于雷达信号处理领域。现有基于秩序统计量的非参量CFAR检测器均是将两侧参考单元作为一个整体背景考虑，这样就将非参量检测器限制在均匀杂波背景中，当杂波背景非均匀时非参量检测器的性能严重下降。本发明将两侧参考单元分开考虑，利用检测单元采样值分别与两侧参考单元采样值比较获得两个相互独立的秩序统计量，将两个秩序统计量同时送入选择器选大或选小输出，然后再将选择器输出送入累加器累加求和得到本发明的检验统计量。秩和局部估计选大非参量检测器对非均匀杂波背景(包括多目标环境和杂波边缘环境)中的目标具有比传统非参量检测器优越的检测性能，并且易于实现，具有推广应用价值。
文档编号G01S7/285GK102012503SQ201010239980
公开日2011年4月13日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者于仕财, 何友, 关键, 宋杰, 王国庆, 赵志坚 申请人:中国人民解放军海军航空工程学院