雷达信号的恒虚警处理

在早期,对雷达信号检测的研究,一般都以接收机内部噪声作为背景。要能把真实信号检测出来,必须具有一定的信噪比。实际上,对大多数雷达,特别是搜索雷达,接收机内部噪声并非干扰的唯一来源,地物、雨雪和海浪等杂波干扰,以及敌人施放的有源和无源干扰,其强度常比内部噪声电平高很多。从这些强干扰中提取信号,不仅要求有一定的信杂比,而且必须对信号作恒虚警处理。这是因为,在自动检测系统里,对应于一定的检测门限,如果干扰电平增大几个分贝,虚警率就会大大增加,以致使计算机过载,这时虽有足够大的信杂比,也不可能作出正确判决。用显示器观察也一样,在画面上呈现饱和的杂波亮斑里,不可能发现其中的真实信号。实际上,显示器画面上的茅草亮点相当于虚警,而饱和的亮斑则相当于信息过载。所以,显示器的观察也可用虚警来说明。我们知道,检波后噪声电压的概率密度函数服从瑞利分布。根据这个分布可以计算出超过某门限的虚警概率P_(FA)。设最初按P_(FA)=10~(-6)调整门限,噪声电平增加量和虚警概率变化的曲线如图1所示。对于单次扫掠(M=1)的情况,噪声电平增加2分贝,会使虚警概率     

改进的格拉布斯准则在信号检测门限估值中的应用

观测数据中野值（信号或干扰等）的存在将会影响信号检测门限估计的准确度和可信度,直接应用格拉布斯准则仅能有效地处理观测数据中野值占有率小于１０％时的情况,本文根据门限估计的需求,对该准则作了必要的改进,使之能够适应野值可能较多时的情况,改进后的准则将野值占有率提高了近１６％,,即达到２７％,此外,在野值的除过程中,野值的位置信息也可同时获得,为门限检测提供了信号所处的位置信息。     

一种高灵敏度Galileo E1B/C联合捕获方法

提出了一种基于中频回放的Galileo E1B/C联合捕获架构,该架构可以时分复用处理E1B/C信号,之后将处理结果联合起来进行判决,相比只使用E1B或E1C信号有更高的发现概率,且不增加硬件规模。同时,本文提出了一种门限结合码相位判决方法,该方法利用门限以及中频数据不同起始点多次回放间卫星信号码片相关性,弱星发现概率相比传统恒虚警率门限判决方法有较大的提高,在系统虚警率为0.002,载噪比低至27dB·Hz情况下,捕获轮数为2,每轮取前10个最大值,门限结合码相位判决方法发现概率接近40%,而此时传统恒虚警率门限判决方法发现概率不足10%。     

一种新的具有恒虚警概率的PN码自适应盲捕获方法

提出了一种具有恒虚警概率的串行搜索伪随机码自适应盲捕获方法，该方法不需要借助于导频信号，利用相关解扩前和相关解扩后的信号功率之比作专判决统计量，根据判决统计量的概率密度函数的特性得到与信号功率和噪声、干扰功率无关的判决门限，从而实现了具有恒虚警概率的自适应捕获，对白色噪声环境下无衰落和瑞利衰落的情况下的检测性能进行了理论分析和仿真，结果表明所得出的方法实现了具有恒虚警概率的自适应盲捕获。     

基于恒虚警的信号检测迭代算法

提出了在信号检测中利用恒虚警估计噪声特性的迭代算法,该算法能够在信噪比达到一定值的情况下,比较准确地检测出中频信号包含的有用信号的数量及其中心频率。算法的基本思想在于在未知情况下估计信号中噪声统计特性,利用估计的噪声统计特性将信号和噪声分离,从而获得实际信号的数量、带宽、中心频率等基本参数。仿真结果表明该迭代算法计算简便,且具有较好的适应性。     

分布式CFAR信号检测

带有分布式传感器和融合中心的检测系统已应用于监视系统中．文中提出了多传感器检测空间的划分，以及先分区融合再系统融合的方法，并且在不同的检测区域，多传感器采用不同的门限；已往所有传感器探测同一区域，融合中心采用所有传感器判决的ＡＮＤ、ＯＲ和“Ｋ／Ｎ”规则，和这些规则相比，文中的方法更加合理和实用．利用Ｂｏｏｌｅａｎ代数，文中还推导了多传感器检测系统的检测概率和虚警概率表达式．对于由几个单元平均恒虚警率（ＣＡ－ＣＦＡＲ）检测器组成的系统，通过分区融合和系统融合，可以在融合中心得到总的判决．对于Ｒａｙｌｅｉｇｈ目标和干扰，固定系统的虚警概率为某一要求值，通过使系统的检测概率最大来获得每个ＣＦＡＲ检测器的最佳门限．最后，举例说明了这种方法的应用并分析了其性能．     

基于循环相关技术的并行组合扩频信号检测算法

在并行组合扩频系统中,备选序列间不理想相关特性将导致类似CDMA系统中多址干扰的内干扰,内干扰和信道中存在的噪声及干扰将严重影响并行组合扩频信号检测性能.为了降低内干扰、噪声和干扰对并行组合扩频信号检测性能的影响,提出了基于循环相关技术的并行组合扩频信号检测算法.该算法应用循环相关值替代常规检测算法的相关值作为信号检测的判决参量,利用备选序列、噪声和干扰的循环相关特性的差异,一定程度上抑制了检测判决参量中噪声、内干扰和干扰的成分分量.理论分析和实验结果表明,较常规的检测算法,循环相关检测算法具有良好检测性能,算法复杂度增高,适用于存储处理式的非实时猝发通信场合.改进算法具有较高的计算复杂度,适用于存储处理模式的非实时通信场合.     

Rice杂波下的杂波图恒虚警处理器

本文首先分析了Rice杂波下目前的杂波图恒虚警处理器的性能,指出存在的问题。然后提出自适应门限杂波图恒虚警处理器及相干杂波图恒虚警处理器。计算表明,它们的检测性能可有很大的提高,甚至可完全消除杂波中稳定分量的影响。文章最后还讨论了杂波图处理中的其它一些问题。     

基于多项式最小二乘算法的剔粗差研究

在飞行试验数据粗大误差处理研究中,在野值处理的算法中,采用多项式最小二乘曲线拟合算法,得到数据噪声误差方差的统计特性,以拉依尔准则为依据,首次提出使用判别野值的动态门限,来判定出野值点,并予以剔除,然后按统计特性进行补值处理,反复处理,直至野值处理完。消除各类各组飞行试验数据粗大误差,得到无粗差的飞行试验数据结果。     

用分段FFT实现窄带滤波器的MTD系统的检测性能

MTD 系统原理上由抑制杂波的白化滤波器与用 FFT 实现的相干积累级联组成。当信号长度为 P 时,为得到有效的相干积累,应对整个信号一次处理。但考虑到相干积累取幅后,通常还要经单元平均恒虚警率(CFAR)电路进行检测,作一次处理常会带来大的恒虚警损失,特别是在参考单元不太多时,更为严重。为此,提出了将 P 长度的信号分成几段,分别经相干积累取幅后,再作非相干积累,然后进行单元平均恒虚警率检测。这样做,显然会带来非相干积累损失,但可以减少恒虚警损失。如果后者的得益大于前者的损失,则分段处理会带来好处。本文对此进行了详细分析,并求得在一定条件下的最佳分段数。     

基于独特码符号距离的TDMA突发检测算法

突发信号检测有助于提高通信线路的利用率,或为监听、攻击及干扰线路提供信息基础。现有的检测算法往往需要信号模板等先验知识,且计算复杂度高。针对具有独特码结构的海事卫星时分多址(TDMA)信号,分析了其星座图的特点,研究了独特码符号之间的相位差特征,提出了一种基于独特码符号距离的突发检测算法。该算法无需使用信号模板,且统计量的计算复杂度低。实验表明,该算法能有效地检测出突发信号,且在低信噪比的情况下也能取得较好的检测效果。     

基于回归运算的声目标检测方法

在现有信号检测基础上，提出了一种基于回归运算的目标检测方法．这种方法能够使声探测系统工作在较低的信噪比条件下，易于计算机软件或硬件实现．同时对检测公式的物理意义进行了论述和说明，并给出了计算机模拟结果．     

广义相关检测器中噪声增强条件的研究

为了检测在噪声存在的情况下弱信号是否出现,本文对噪声增强广义相关检测器性能的条件进行了研究.通过观测数据,给定虚警概率,证明了一类广义相关检测器中随机共振现象的存在性,并给出了噪声增强广义相关检测器性能的必要条件及求解最优尺度噪声强度的解析方程.研究结果表明,当观测数据足够大时,广义相关检测器的检测概率是检测功效的单调函数;噪声与检测器结构参数都可以视为一种增强检测器性能的调谐因素.该方法作为一种新的信号检测技术,对非线性信号处理的发展具有重要意义.     

光泵磁力仪中磁共振光学检测方法研究

在光泵磁力仪中,直接检测塞曼能级跃迁时的信噪比非常低,而采用磁共振光学检测技术,可把对微波量子的检测变换到对能量较微波量子大数万倍的光子的检测上,可大幅度得提高检测信号的信噪比。为此,针对光泵磁力仪中磁共振的光学检测方法进行了研究,论述了吸收室透明度检测法、正交光束检测法、自旋交换碰撞法和调制泵浦光法的基本原理及实验装置,分析对比了这些方法的测量特点,给出其适用对象及实现的难易程度,为光泵磁力仪的设计提供了依据。     

Novel anti-noise-uncertainty spectrum sensing algorithm based on power spectral density segment cancellation

Since noise uncertainty seriously degrades the spectrum sensing performance of energy detection algorithms, a novel spectrum sensing algorithm based on the power spectral density segment cancellation (PSDSC) is proposed. This spectrum sensing algorithm, which can yield real-time and robust performance, makes use of the un-correlation of different power spectrum lines and takes the ratio of some PSD (power spectral density) lines to the residual PSD lines as the detection statistics. Theoretical analysis and simulation results show that the PSDSC algorithm can overcome the noise uncertainty problem effectively and that the decision threshold does not vary with the ambient noise level of secondary users. The PSDSC algorithm could offer a high probability of detection (P_d) at a low probability of the false alarm (P_fa) for a wide range of signal to noise ratios (SNR) and could be applied to spectrum monitoring and cognitive radio systems in the complex electromagnetic environment.     

非高斯平稳有界噪声激励下混沌系统动力学研究

为解决信号检测理论在通讯、雷达、声纳、故障诊断等领域应用受限的问题,提出了随机Melnikov方法研究非线性系统在微弱周期信号和噪声信号联合摄动下的混沌运动行为,得到了微弱周期信号和非高斯平稳有界噪声信号联合摄动下的混沌运动特征。混沌的临界幅值与噪声强度的关系表明,在不强的非高斯平稳有界噪声背景下,有界噪声增大了激励阈值,混沌现象不容易产生。     

时分复用三轴光纤陀螺信噪比分析

基于信号处理和随机过程理论,研究了基于时分复用(TDM)技术的三轴光纤陀螺(FOG)的整体精度,利用差分方程建立了TDM闭环处理中相位差的衰减模型。将单轴总体噪声分为稳态噪声和调整噪声两部分,推算出了单轴信噪比(SNR)的计算公式,并对各影响参数进行了仿真分析,提出了相应的改进建议。设计了FOG实验,验证了模型分析的合理性及正确性。     

随机相位信号检测概率的递推算法

随机相位信号加窄带高斯噪声包络的概率密度函数服从广义瑞利分布,其检测性能用检测概率来度量．导出了该检测概率的无穷级数形式的计算公式;研究并得到了简明的递推算法;用该递推算法公式计算了以虚警概率和信噪比为参量的检测概率部分结果并图示．     

背景变化鲁棒的微弱瞬态信号检测

在微弱瞬态信号检测中,由于信号完全淹没在背景和噪声中,因此当背景信号发生变化时,传统方法的检测性能会急剧降低。针对上述问题,提出一种基于核函数的对连续背景变化鲁棒的微弱瞬态信号检测方法。利用核函数将信号映射到一个高维空间来解决在原始空间中线性不可分的问题。根据信号和噪声特性对核函数加以约束,使检测方法在能检测出瞬态信号的同时还具有对连续背景变化鲁棒特性。将该方法应用于基于高帧频图像序列的微弱运动点目标检测中,实验证明该方法无论是在稳定背景情况下,还是背景连续变换情况下, 相比传统方法都有更好的检测结果,在背景连续变换的情况下优势更加明显。     

基于FPGA的图像增强以及滤波技术

本文就如何提高复杂背景条件下低信噪比的小目标检测的问题展开讨论，提出了用图像增强，数字滤波方法改善图像质量，提高信噪比，达到抑制背景噪声，增强小目标的目的，针对实时处理的要求，应用现场可编程门阵列（FPGA）构造高速图像处理器，完成红外跟踪图像预处理的实时计算。经现场调试，结果证明是可行的。