RU2411535C2 - Method of detecting signals with constant false alarm level - Google Patents
Method of detecting signals with constant false alarm level Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411535C2 RU2411535C2 RU2009107605/09A RU2009107605A RU2411535C2 RU 2411535 C2 RU2411535 C2 RU 2411535C2 RU 2009107605/09 A RU2009107605/09 A RU 2009107605/09A RU 2009107605 A RU2009107605 A RU 2009107605A RU 2411535 C2 RU2411535 C2 RU 2411535C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- range
- interference
- noise
- window
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обнаружения сигналов на фоне помех, имеющих неизвестную мощность, в частности для обнаружения сигналов в условиях смеси неоднородных по дальности помех от местных предметов (МП) и нестационарных шумовых помех (НШП) от внешних источников.The invention relates to radar and can be used to detect signals against interference with unknown power, in particular for detecting signals in a mixture of inhomogeneous interference distances from local objects (MP) and unsteady noise interference (NST) from external sources.
Известен способ обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог в условиях помех с неизвестной мощностью (Finn H.M. Adaptive detection with regulated error probabilities, RCA Review, vol.29, Dec., 1967). Суть этого способа состоит в том, что, после череспериодной компенсации (ЧПК) коррелированных помех от МП, выделяют огибающую принятых радиолокатором сигналов, затем для принятия решения об обнаружении сигнала цели в k-ом отсчете дальности выполняют следующее: в окне из Nw элементов дальности, расположенных симметрично относительно проверяемого на наличие сигнала цели k-го отсчета дальности, где оценивают мощность помех в проверяемом отсчете дальности по среднему значению квадратов огибающей принятых сигналов сравнивают квадрат огибающей в проверяемом отсчете с умноженной на пороговый коэффициент C оценкой мощности помех принимают решение о наличии сигнала цели в k-м отсчете дальности, если При этом помеха в окне из Nw элементов дальности считается однородной по мощности, а необходимый уровень ложных тревог Pf обеспечивается выбором порогового коэффициента A known method for detecting signals with a constant level of false alarms in conditions of interference with unknown power (Finn HM Adaptive detection with regulated error probabilities, RCA Review, vol. 29, Dec., 1967). The essence of this method is that, after an inter-period compensation (NEC) of the correlated interference from the MP, the envelope of the signals received by the radar is isolated, then, to make a decision about detecting the target signal in the k-th range sample, the following is performed: in the window of N w range elements located symmetrically relative to the target signal of the k-th range reference being checked for the presence of a signal, where estimate the interference power in the checked range sample from the average value of the squares of the envelope of the received signals compare the square of the envelope in the test sample with threshold factor C multiplied by an estimate of the interference power decide on the presence of a target signal in the k-th range sample if In this case, the noise in the window of N w range elements is considered uniform in power, and the necessary level of false alarms P f is provided by the choice of the threshold coefficient
Основной недостаток этого способа заключается в низкой стабильности вероятности ложных тревог в условиях неоднородных по дальности и не полностью подавленных в ЧПК помех от МП.The main disadvantage of this method is the low stability of the probability of false alarms under conditions of inhomogeneous range and not completely suppressed interference from the MP in the PLC.
Наиболее близким техническим решением является способ обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог, описанный в R.Nitzberg. Clutter map CFAR analysis, IEEE Trans. On AES, v.AES-22, No.4, July 1986, p.419-421. В данном способе, после ЧПК коррелированных помех от МП, выделяют огибающую принятых радиолокатором сигналов, затем в n-ом сканировании радиолокатора в проверяемом k-ом отсчете дальности формируют пороговый уровень умножая рассчитанную по предыдущим (n-1) сканированиям радиолокатора оценку мощности остатков МП в данном отсчете дальности на пороговый коэффициент С, сравнивают квадрат огибающей в упомянутом k-ом отсчете дальности с пороговым уровнем Uk, принимают решение о наличии сигнала цели в k-м отсчете дальности, если Причем для оценки мощности остатков МП в n-ом сканировании радиолокатора после ЧПК и выделения огибающей принятых радиолокатором сигналов, если в данном отсчете дальности не обнаружен сигнал цели, умножают квадрат огибающей в указанном отсчете на весовой множитель w, определяемый допустимой величиной потерь обнаружения, суммируют полученную величину с хранящейся в памяти рассчитанной по предыдущим (n-1) сканированиям радиолокатора оценкой мощности остатков МП в k-ом отсчете умноженной на весовой множитель (1-w), после чего записывают в память оценку мощности остатков МП в k-ом отсчете дальности по n сканированиям радиолокатора The closest technical solution is the method for detecting signals with a constant level of false alarms, described in R. Nitzberg. Clutter map CFAR analysis, IEEE Trans. On AES, v. AES-22, No.4, July 1986, p. 419-421. In this method, after the PLC of the correlated interference from the MP, the envelope of the signals received by the radar is isolated, then a threshold level is formed in the n-th scan of the radar in the checked k-th range sample multiplying the estimate of the power of MP residues calculated in the previous (n-1) radar scans in this range reference on the threshold coefficient C, compare the square of the envelope in the said k-th range reference with a threshold level of U k , decide on the presence of a target signal in the k-th range sample, if Moreover, to estimate the power of MP residuals in the nth radar scan after the PLC and highlight the envelope of the signals received by the radar, if the target signal is not detected in this range sample, multiply the square of the envelope in the indicated sample the weight factor w, determined by the allowable value of the detection loss, summarize the obtained value with stored in memory calculated by previous (n-1) radar scans estimate of the power of MP residues in the k-th sample multiplied by the weight factor (1-w), after which the estimate of the power of the MP residuals is stored in the memory in the kth distance sample from n radar scans
В данном способе обеспечивается стабильность вероятности ложных тревог при обнаружении сигналов цели в условиях неоднородных по дальности и не полностью подавленных в ЧПК помех от МП. Недостаток наиболее близкого известного способа обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог состоит в низкой стабильности вероятности ложных тревог в условиях смеси неоднородных по дальности и не полностью подавленных в ЧПК помех от МП и НШП от внешних источников.This method ensures stability of the probability of false alarms when detecting target signals under conditions of inhomogeneous range and not completely suppressed interference from the MP in the PLC. The disadvantage of the closest known method for detecting signals with a constant level of false alarms is the low stability of the probability of false alarms in a mixture of inhomogeneous in range and not completely suppressed in the NLC interference from MP and NSH from external sources.
Техническим результатом (решаемой задачей) изобретения является устранение названного недостатка, а именно повышение стабильности вероятности ложных тревог в условиях смеси неоднородных по дальности и не полностью подавленных в ЧПК помех от МП и НШП от внешних источников.The technical result (the problem being solved) of the invention is to eliminate the aforementioned drawback, namely, to increase the stability of the probability of false alarms in a mixture of inhomogeneous in range and not completely suppressed interference from MP and NSH from external sources in the PLC.
Технический результат (решаемая задача) в предлагаемом способе достигается тем, что в известном способе обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог, в котором в n-ом сканировании пространства радиолокатором производят обработку принятой смеси сигналов и помех, включающую ЧПК помех от МП, после чего выделяют огибающую смеси сигналов и помех, которая включает остатки помех от МП, формируют отсчеты огибающей, используют хранящиеся в памяти данные о мощности остатков помех от МП в отсчетах дальности где j - номер отсчета, формируют пороговый уровень Uk, сравнивают квадрат огибающей в k-ом по дальности отсчете с пороговым уровнем Uk, принимают решение о наличии сигнала цели в k-ом отсчете дальности при выполнении условия согласно изобретению для определения порогового уровня Uk после формирования отсчетов огибающей формируют окно дальности из Nw отсчетов квадратов огибающей, расположенное симметрично относительно проверяемого на наличие сигнала цели k-го отсчета дальности, где оценивают мощность помех в окне дальности по следующей формуле:The technical result (the problem to be solved) in the proposed method is achieved by the fact that in the known method for detecting signals with a constant level of false alarms, in the nth scanning of the space by the radar, the received mixture of signals and interference is processed, including the NPC interference from the MP, and then isolated the envelope of the mixture of signals and interference, which includes the remnants of interference from the MP, form the samples of the envelope, use the stored data on the power of the residual interference from the MP in the range samples where j is the reference number, form a threshold level U k , compare the square of the envelope in the k-th range sample with a threshold level U k , decide on the presence of a target signal in the k-th range sample when the condition according to the invention, to determine the threshold level U k after the formation of envelope samples, a range window is formed from N w envelope square samples, located symmetrically relative to the target signal of the k-th range sample that is checked for the presence of a signal, where evaluate interference power in the range window according to the following formula:
где Ew - нормирующий коэффициент, равный среднему значению оценки при единичном значении мощности помех в элементах окна;where E w is the normalizing coefficient equal to the average value of the estimate at a single value of the interference power in the window elements;
Nc<Nw - число исключаемых из окна максимальных по своей величине отсчетов огибающей;N c <N w is the number of maximum envelope samples excluded from the window;
х2(r) - элемент окна, величина которого относительно других элементов имеет ранг r,x 2 (r) - window element, the value of which relative to other elements has a rank r,
из хранящихся в памяти данных об оценках мощности остатков помех от МП в отсчетах дальности формируют окно из Nw элементов где j≠k, расположенное симметрично относительно проверяемого на наличие сигнала цели k-го отсчета дальности, оценивают мощность остатков помех от однородных МП по следующей формуле:from the data stored in the memory on the estimates of the power of the residual interference from the MP in the range samples form a window of N w elements Where j ≠ k, which is located symmetrically relative to the target signal of the k-th range reference that is being checked for the presence of a target signal, the power of the residual interference from homogeneous MPs is estimated using the following formula:
где Em - нормирующий коэффициент, равный среднему значению оценки при единичном значении мощности остатков помех от МП в элементах окна;where E m is the normalizing coefficient equal to the average value of the estimate at a unit power value of the residual interference from the MP in the window elements;
Nc<Nw - число исключаемых из окна максимальных по своей величине оценок мощности остатков помех от МП;N c <N w is the number of maximum estimates of the power of the residual interference from the MP excluded from the window;
- элемент окна, величина которого относительно других элементов имеет ранг r, - window element, the value of which relative to other elements is of rank r,
если упомянутая оценка мощности помех в окне дальности превышает данную оценку мощности остатков помех от однородных МП , то формируют признак обнаружения НШП, при наличии которого оценивают превышение мощности остатков помех от МП в упомянутом k-ом отсчете дальности над мощностью остатков помех от однородных МП по следующей формуле:if the aforementioned estimate of the interference power in the range window exceeds the given power rating of the residual interference from homogeneous MP , then they form a sign of detection of NSHP, in the presence of which the excess is estimated the power of the residual interference from the MP in the aforementioned k-th sample of the range above the power of the residual interference from the homogeneous MP according to the following formula:
определяют отношение оценки превышения мощности остатков помех от МП в k-ом отсчете дальности над мощностью остатков помех от однородных МП к оценке мощности помех в окне дальности determine the ratio of estimating the excess power of the residual interference from the MP in the k-th distance sample over the power of the residual interference from the homogeneous MP to estimate the interference power in the range window
находят пороговый уровень Uk по следующей формуле:find the threshold level U k according to the following formula:
где С(γ) - пороговый коэффициент, который выбирается таким образом, чтобы при данной величине γ обеспечить заданное значение вероятности ложных тревог.where C (γ) is the threshold coefficient, which is chosen in such a way as to provide a given value of the probability of false alarms at a given value of γ.
Новыми существенными признаками предлагаемого способа являются следующие:New significant features of the proposed method are the following:
- формирование окна дальности из Nw отсчетов квадратов огибающей, расположенных симметрично относительно проверяемого на наличие сигнала цели k-го отсчета дальности, где ;- the formation of the range window from N w samples of envelope squares located symmetrically relative to being checked for the presence of a target signal of the k-th range sample, where ;
- оценка мощности помех в окне дальности по формуле (1);- estimation of interference power in the range window according to the formula (1);
- из хранящихся в памяти данных об оценках мощности остатков помех от МП в отсчетах дальности формирование окна из Nw элементов где j≠k, расположенных симметрично относительно проверяемого на наличие сигнала цели k-го отсчета дальности;- from the data stored in the memory of estimates of the power of residual interference from the MP in the range samples, the formation of a window of N w elements Where j ≠ k, located symmetrically with respect to the target signal of the kth range reference being checked for the presence of a signal;
- оценка мощности остатков помех от однородных МП по формуле (2);- assessment of the power of residual interference from homogeneous MP according to the formula (2);
- формирование признака обнаружения НШП, если упомянутая оценка мощности помех в окне дальности превышает оценку мощности остатков помех от однородных МП ;- the formation of a sign of detection of NWF, if the above-mentioned estimate of the interference power in the range window exceeds the power estimate of the residual interference from homogeneous MP ;
- при наличии признака НШП оценивают превышение мощности остатков помех от МП в упомянутом k-ом отсчете дальности над мощностью остатков помех от однородных МП по формуле (3);- if there is a sign of NSHP, the excess is estimated the power of the residual interference from the MP in the aforementioned k-th sample of the range above the power of the residual interference from the homogeneous MP according to the formula (3);
- определяют отношение оценки превышения мощности остатков помех от МП в k-ом отсчете дальности над мощностью остатков помех от однородных МП к оценке мощности помех в окне дальности - determine the ratio of estimating the excess power of the residual interference from the MP in the k-th distance sample over the power of the residual interference from the homogeneous MP to estimate the interference power in the range window
- находят пороговый уровень Uk по формуле (4).- find the threshold level U k according to the formula (4).
Применение всех новых признаков совместно с признаками прототипа позволит повысить стабильность вероятности ложных тревог в условиях смеси неоднородных по дальности и не полностью подавленных в ЧПК помех от МП и НШП от внешних источников. Для определения факта наличия НШП в изобретении оценивают мощность помех в окне дальности , которую сравнивают с оценкой мощности помех от однородных МП , полученной из хранящихся в памяти данных об оценках мощности остатков помех от МП в отсчетах дальности. Если , то формируют признак обнаружения НШП, при наличии которого пороговый уровень находят по формуле (4) так, что его величина пропорциональна как мощности помех в окне дальности , включающей мощность НШП и однородных МП, так и величине превышения мощности остатков помех от МП в k-ом отсчете дальности над мощностью остатков помех от однородных МП. Величина порогового уровня Uk пропорционально изменяется при изменении мощности НШП и помех от неоднородных МП, что повышает стабильность вероятности ложных тревог в указанных условиях.The use of all new features in conjunction with the features of the prototype will increase the stability of the probability of false alarms in a mixture of heterogeneous in range and not completely suppressed in the NPC interference from MP and NSH from external sources. In order to determine the presence of an NSC in the invention, the interference power in the range window is estimated , which is compared with an estimate of the interference power from homogeneous MPs obtained from the data stored in the memory on the estimates of the power of the residual interference from the MP in the range samples. If , then they form a sign of detecting the NWF, in the presence of which the threshold level is found by the formula (4) so that its value is proportional to the interference power in the range window , including the power of the NSHP and homogeneous MP, and the magnitude of the excess the power of the residual interference from the MP in the k-th sample of the range over the power of the residual interference from the homogeneous MP. The value of the threshold level U k proportionally changes with a change in the power of the NSHP and interference from inhomogeneous magnetic fields, which increases the stability of the probability of false alarms in these conditions.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
Фиг.1 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог.Figure 1 - structural diagram of a device that implements the proposed method for detecting signals with a constant level of false alarms.
Фиг.2 - структурная схема блока оценки параметров остатков МП.Figure 2 is a structural diagram of a unit for estimating the parameters of residual MP.
Фиг.3 - структурная схема блока оценки мощности помех в окне дальности.Figure 3 is a structural diagram of a unit for estimating interference power in the range window.
Фиг.4 - структурная схема блока формирования признака обнаружения НШП и порогового уровня.Figure 4 is a structural diagram of a block for generating a sign of detecting an NWP and a threshold level.
Фиг.5 - зависимости вероятности ложных тревог от мощности НШП.Figure 5 - dependence of the probability of false alarms on the power of the NSH.
Техническая реализация предлагаемого способа обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог возможна на основе устройства, показанного на Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4. Устройство на Фиг.1 содержит блок ЧПК 1, вход которого является входом устройства, квадратичный детектор 2, пороговое устройство 3, выход которого является выходом устройства, два мультиплексора 4, два умножителя 5, сумматор 6, регистр 7, блок оценки параметров остатков МП 8, блок оценки мощности помех в окне дальности 9, блок формирования признака обнаружения НШП и порогового уровня 10.Technical implementation of the proposed method for detecting signals with a constant level of false alarms is possible based on the device shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4. The device of FIG. 1 contains a
Блок оценки параметров остатков МП 8 (Фиг.2) содержит мультиплексор 4, выход которого является первым выходом блока, многоотводный регистр 11, вход которого является входом блока, блок сортировки 12, многовходовый сумматор 13, первый делитель 14, второй делитель 14, выход которого является вторым выходом блока, блок вычитания 15, блок сравнения 16.The unit for estimating the parameters of the residuals of MP 8 (Figure 2) contains a
Блок оценки мощности помех в окне дальности 9 (Фиг.3) содержит многоотводный регистр 11, вход которого является входом блока, блок сортировки 12, многовходовый сумматор 13, первый делитель 14, второй делитель 14, выход которого является выходом блока.The unit for evaluating the interference power in the range window 9 (FIG. 3) contains a multi-tap register 11, the input of which is the input of the unit,
Блок формирования признака обнаружения НШП и порогового уровня (Фиг.4) содержит мультиплексор 4, умножитель 5, выход которого является вторым выходом блока, сумматор 6, делитель 14, вход которого является входом блока, блок сравнения 16, выход которого является первым выходом блока, блок памяти порогов 17.The block for generating a sign of detecting an NWF and a threshold level (Figure 4) contains a
Устройство на Фиг.1 работает следующим образом. Сигналы с выхода приемного устройства РЛС в n-ом сканировании поступают на вход блока ЧПК 1, в котором производится компенсация коррелированных помех от МП, и далее на квадратичный детектор 2, где выделяется квадрат огибающей обработанных в блоке ЧПК 1 сигналов. Отсчеты квадратов огибающей с выхода квадратичного детектора 2 подаются на первый вход порогового устройства 1 и вход блока оценки мощности помех в окне дальности 9, в котором оценивается мощность помех по среднему значению квадратов огибающей помехи в элементах окна из Nw отсчетов, окружающих проверяемый k-ый отсчет дальности. Одновременно с выхода регистра 7 снимается рассчитанное в предыдущем (n-1)-ом сканировании радиолокатора значение оценки мощности остатков МП в k-ом отсчете дальности , которое подается на вход блока оценки параметров остатков МП 8. В блоке оценки параметров остатков МП 8 по данным (n-1)-го сканирования радиолокатора в окне из Nw элементов дальности, окружающих проверяемый k-ый отсчет дальности, оценивают мощность остатков однородных МП и превышение мощности остатков МП в упомянутом k-ом отсчете дальности над мощностью остатков однородных МП , которые подаются на входы блока формирования признака обнаружения НШП и порогового уровня 10 вместе с оценкой с выхода блока оценки мощности помех в окне дальности 9. Если упомянутая оценка мощности помех в окне дальности превышает оценку мощности остатков однородных МП , то в блоке формирования признака обнаружения НШП и порогового уровня 10 формируют признак обнаружения НШП, который подается на управляющий вход второго мультиплексора 4 и запрещает прохождение сигналов на вход первого умножителя 5 для исключения записи информации о мощности остатков МП в регистр 7 при наличии НШП. Также в блоке формирования признака обнаружения НШП и порогового уровня 10 оценивают значение мощности смеси НШП и остатков МП в k-ом отсчете дальности , определяют пороговый коэффициент С так, чтобы обеспечить заданное значение вероятности ложных тревог, рассчитывают величину порогового уровня , который со второго выхода блока формирования признака обнаружения НШП и порогового уровня 10 подается на второй вход порогового устройства 1, с выхода которого снимается сигнал обнаружения цели в k-ом отсчете дальности. Сигнал с выхода порогового устройства 1 одновременно подается на управляющий вход первого мультиплексора 4 и, при единичном значении, запрещает прохождение сигналов на вход второго мультиплексора 4 и далее на вход первого умножителя 5 для исключения записи информации о мощности остатков МП в регистр 7 при наличии сигналов цели. Для оценки мощности остатков МП в k-ом отсчете дальности квадрат огибающей в указанном отсчете с выхода квадратичного детектора 2 подают через мультиплексоры 4 при отсутствии запрещающих сигналов на их управляющих входах на первый вход первого умножителя 5, на второй вход которого подается весовой множитель w. С выхода первого умножителя 5 величина подается на первый вход сумматора 6, второй вход которого соединен с выходом второго умножителя 5, в котором производится умножение рассчитанной по предыдущим (n-1) сканированиям радиолокатора и хранящейся в регистре 7 оценки мощности остатков МП в k-ом отсчете которая подается на первый вход второго умножителя 5, на весовой множитель (1-w), подающийся на второй вход второго умножителя 5. С выхода сумматора 6 оценка мощности остатков МП в k-ом отсчете дальности по n сканированиям радиолокатора записывается в регистр 7.The device in figure 1 works as follows. The signals from the output of the radar receiver in the nth scan go to the input of the
Блок оценки параметров остатков МП 8 (Фиг.2) работает следующим образом. На вход блока оценки параметров остатков МП 8 поступают рассчитанные в предыдущем (n-1)-ом сканировании радиолокатора значения оценок мощности остатков МП в отсчетах дальности , которые записываются в многоотводный регистр 11. Сигналы с отводов многоотводного регистра 11 подаются на Nw входов блока сортировки 12, где производится их упорядочивание по величине и выбор Nw-Nc минимальных из имеющихся Nw значений. Далее Nw-Nc минимальных значений оценок мощности остатков МП в элементах окна с выходов блока сортировки 12 подаются на входы многовходового сумматора 13, после чего последовательно производится нормировка суммы оценок к постоянным коэффициентам Nw-Nc и Em, соответственно в первом и втором делителе 14. С выхода второго делителя 14 в результате снимается значение оценки мощности остатков однородных МП , полученной по (n-1)-му сканированию радиолокатора. Величина подается на второй выход блока оценки параметров остатков МП 8 и одновременно на второй вход блока вычитания 15, на первый вход которого с отвода многоотводного регистра 11 подается оценка мощности остатков МП в k-ом отсчете дальности . Превышение мощности остатков МП в упомянутом k-ом отсчете дальности над мощностью остатков однородных МП по разности с выхода блока вычитания 15 подается на блок сравнения с нулевым значением 16 и мультиплексор 4, управляющий вход которого подключен к выходу блока сравнения 16. Если величина то на выходе блока сравнения 16 формируется единичный сигнал, открывающий прохождение сигнала на выход мультиплексора 4 и первый выход блока оценки параметров остатков МП 8.The unit for estimating the parameters of the residues MP 8 (Figure 2) works as follows. The input of the unit for estimating the parameters of the
Блок оценки мощности помех в окне дальности 9 (Фиг.3) работает следующим образом. На вход блока оценки мощности помех в окне дальности 9 поступают отсчеты квадратов огибающей , которые записываются в многоотводный регистр 11. Сигналы с отводов многоотводного регистра 11 подаются на Nw входов блока сортировки 12, где производится их упорядочивание по величине и выбор Nw-Nc минимальных из имеющихся Nw значений. Далее Nw-Nc минимальных значений оценок мощности остатков МП в элементах окна с выходов блока сортировки 12 подаются на входы многовходового сумматора 13, после чего последовательно производится нормировка суммы оценок к постоянным коэффициентам Nw-Nc и Ew, соответственно в первом и втором делителе 14. Полученная оценка с выхода второго делителя 14 подается на выход блока оценки мощности помех в окне дальности 9.The unit for estimating interference power in the range window 9 (FIG. 3) operates as follows. The input of the unit for estimating interference power in the range window 9 receives the samples of the envelope squares which are written to the multi-tap register 11. Signals with taps of the multi-tap register 11 are fed to the N w inputs of the sorting
Блок формирования признака НШП и порогового уровня 10 (Фиг.4) работает следующим образом. На первый, второй и третий входы блока формирования признака НШП и порогового уровня 10 поступают соответственно величина оценки превышения мощности остатков МП в k-ом отсчете дальности над мощностью однородных МП оценка мощности однородных МП оценка мощности помех в окне дальности Второй и третий входы блока формирования признака НШП и порогового уровня 10 подключены ко входам блока сравнения 16 и соответственно первому и второму информационным входам мультиплексора 4. Если выполняется условие на выходе блока сравнения 16 формируется единичный сигнал, разрешающий передачу на выход мультиплексора 4 оценки мощности помех в окне дальности В случае же, когда на выходе блока сравнения 16 формируется нулевой сигнал, по которому на выход мультиплексора 4 передается оценка мощности остатков однородных МП Сигнал с выхода блока сравнения 16 является признаком НШП, который идет на первый выход блока формирования признака НШП и порогового уровня 10. Сигнал с выхода мультиплексора 4 подается на второй вход сумматора 6 и второй вход делителя 14, первый вход которого соединен с первым входом блока формирования признака НШП и порогового уровня 10. На выходе делителя 14 формируется отношение оценки превышения мощности остатков МП в k-ом отсчете дальности над мощностью остатков однородных МП к оценке мощности помех в окне дальности если сформирован единичный признак НШП, или к оценке мощности остатков однородных МП если признак НШП имеет нулевой уровень. С выхода делителя 14 величина γ подается на блок памяти порогов 17, в котором в зависимости от входной величины выбирается значение порогового коэффициента С так, чтобы обеспечить заданное значение вероятности ложных тревог при данном значении γ. На выходе сумматора 6, первый вход которого подключен к первому входу блока формирования признака НШП и порогового уровня 10, формируется величина оценки мощности помех в проверяемом k-ом отсчете дальности , которая подается на второй вход умножителя 5, первый вход которого соединен с выходом блока памяти порогов 17. На выходе умножителя 5 образуется значение порогового уровня которое идет на второй выход блока формирования признака НШП и порогового уровня 10.The block forming the sign of the NSP and the threshold level 10 (Figure 4) works as follows. At the first, second, and third inputs of the block for the formation of the sign of the NWP and the
Расчеты характеристик предлагаемого способа обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог проводились методом статистического моделирования в среде программы MatLab v.7. Параметры были следующими: Nw=32, Nc=6, номинальный уровень ложных тревог Pf=10-6, мощность остатков однородных МП относительно мощности собственных шумов Pmo=3 дБ, мощность остатков МП в проверяемом отсчете дальности относительно мощности собственных шумов Pm,k=3…23 дБ, мощность собственных шумов была принята равной 1, суммарная мощность шума и НШП 1+Pn=0…20 дБ.The characteristics of the proposed method for detecting signals with a constant level of false alarms were calculated by the method of statistical modeling in the environment of the MatLab v.7 program. The parameters were as follows: N w = 32, N c = 6, the nominal level of false alarms P f = 10 -6 , the power of the residuals of homogeneous MPs with respect to the noise power P mo = 3 dB, the power of the residuals of MPs in the tested range reference relative to the noise power P m, k = 3 ... 23 dB, the power of intrinsic noise was taken equal to 1, the total noise power and
На Фиг.5 показаны зависимости вероятности ложных тревог от суммарной мощности шума и НШП для разных значений мощности остатков МП в проверяемом отсчете дальности Pm,k. Обозначено: Pf max - максимальное значение вероятности ложных тревог, Pm,k max - мощность остатков МП, при которой имеет место максимум Pf, Pn max - мощность НШП, при которой имеет место максимум Pf. Предлагаемый способ обнаружения сигналов обеспечивает высокую стабильность вероятности ложных тревог (изменение Pf не более чем в 2 раза) в условиях смеси неоднородных по дальности и не полностью подавленных в ЧПК помех от МП и НШП от внешних источников.Figure 5 shows the dependences of the probability of false alarms on the total noise power and UHF for different values of the power of the MP residues in the checked range sample P m, k . It is indicated: P f max - the maximum value of the probability of false alarms, P m, k max - the power of the MP residuals at which the maximum P f takes place, P n max - the power supply voltage at which the maximum P f takes place. The proposed method for detecting signals provides high stability of the probability of false alarms (P f change by no more than 2 times) under conditions of a mixture of inhomogeneous in range and not completely suppressed interference from MP and NSH from external sources in the PLC.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит решить поставленную задачу с получением технического результата, который заключается в повышении стабильности вероятности ложных тревог в условиях смеси неоднородных по дальности и не полностью подавленных в ЧПК помех от МП и НШП от внешних источников.Thus, the use of the present invention will allow us to solve the problem with obtaining a technical result, which consists in increasing the stability of the probability of false alarms in a mixture of inhomogeneous range and not completely suppressed in the NPC interference from MP and NSH from external sources.
Claims (1)
где Ew - нормирующий коэффициент, равный среднему значению оценки при единичном значении мощности помех в элементах окна;
Nc<Nw - число исключаемых из окна максимальных по своей величине отсчетов огибающей;
х2(r) - элемент окна, величина которого относительно других элементов имеет ранг r, из хранящихся в памяти данных об оценках мощности остатков помех от МП в отсчетах дальности формируют окно из Nw, элементов , где , j≠k,
расположенное симметрично относительно проверяемого на наличие сигнала цели k-го отсчета дальности, оценивают мощность остатков помех от однородных МП по следующей формуле:
где Em - нормирующий коэффициент, равный среднему значению оценки при единичном значении мощности остатков помех от МП в элементах окна;
Nc<Nw - число исключаемых из окна максимальных по своей величине оценок мощности остатков помех от МП;
- элемент окна, величина которого относительно других элементов имеет ранг r,
если упомянутая оценка мощности помех в окне дальности превышает данную оценку мощности остатков помех от однородных МП , то формируют признак обнаружения нестационарных шумовых помех, при наличии которого оценивают превышение мощности остатков помех от МП в упомянутом k-м отсчете дальности над мощностью остатков помех от однородных МП по следующей формуле:
,
определяют отношение оценки превышения мощности остатков помех от МП в k-м отсчете дальности над мощностью остатков помех от однородных МП к оценке мощности помех в окне дальности :
,
находят пороговый уровень Uk по следующей формуле:
где C(γ) - пороговый коэффициент, который выбирается таким образом, чтобы при данной величине γ обеспечить заданное значение вероятности ложных тревог. A method for detecting signals with a constant level of false alarms, in which, in the nth space scan, the radar processes the received mixture of signals and interference, including periodically compensating for interference from local objects (MP), and then isolates the envelope of the signal and interference mixture, which includes interference residues from the MP, form the envelope samples, use stored in memory data on the power of the residual interference from the MP in the range samples , where j is the reference number, form the threshold level U k , compare the square of the envelope in the k-th range sample with a threshold level of U k , decide on the presence of a target signal in the k-th range sample when the condition characterized in that to determine the threshold level U k , after the formation of envelope samples, a range window is formed from N w , envelope square samples, located symmetrically with respect to the target signal of the kth range sample, where evaluate interference power in the range window according to the following formula:
where E w is the normalizing coefficient equal to the average value of the estimate at a single value of the interference power in the window elements;
N c <N w is the number of maximum envelope samples excluded from the window;
x 2 (r) is a window element whose value relative to other elements is of rank r, from the data stored in the memory on the estimates of the power of the residual interference from the MP in the range samples form a window of N w elements where , j ≠ k,
located symmetrically relative to the target of the k-th range reference being checked for the presence of a signal, the power of the residual interference from homogeneous MPs is estimated using the following formula:
where E m is the normalizing coefficient equal to the average value of the estimate at a unit power value of the residual interference from the MP in the window elements;
N c <N w is the number of maximum estimates of the power of the residual interference from the MP excluded from the window;
- window element, the value of which relative to other elements is of rank r,
if the aforementioned estimate of the interference power in the range window exceeds the given power rating of the residual interference from homogeneous MP , then form a sign of detection of unsteady noise interference, in the presence of which the excess is estimated the power of the residual interference from the MP in the aforementioned k-th sample of the range above the power of the residual interference from the homogeneous MP according to the following formula:
,
determine the ratio of estimating the excess power of the residual interference from the MP in the k-th range reading over the power of the residual interference from the homogeneous MP to estimate the interference power in the range window :
,
find the threshold level U k according to the following formula:
where C (γ) is the threshold coefficient, which is chosen in such a way as to provide a given value of the probability of false alarms at a given value of γ.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107605/09A RU2411535C2 (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Method of detecting signals with constant false alarm level |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107605/09A RU2411535C2 (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Method of detecting signals with constant false alarm level |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009107605A RU2009107605A (en) | 2010-09-10 |
RU2411535C2 true RU2411535C2 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=42800120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009107605/09A RU2411535C2 (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Method of detecting signals with constant false alarm level |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2411535C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103065320A (en) * | 2013-01-09 | 2013-04-24 | 西安电子科技大学 | Synthetic aperture radar (SAR) image change detection method based on constant false alarm threshold value |
RU2610304C1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-02-09 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Method of detecting radar signals and radar station for its implementation |
-
2009
- 2009-03-03 RU RU2009107605/09A patent/RU2411535C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
R. Nitzberg Clutter map CFAR analysis, IEEE Trans. On AES, v.AES-22, No.4, July 1986, p.419-421. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103065320A (en) * | 2013-01-09 | 2013-04-24 | 西安电子科技大学 | Synthetic aperture radar (SAR) image change detection method based on constant false alarm threshold value |
RU2610304C1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-02-09 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Method of detecting radar signals and radar station for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009107605A (en) | 2010-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chatziioannou et al. | Measuring the neutron star tidal deformability with equation-of-state-independent relations and gravitational waves | |
Rowlinson et al. | Limits on Fast Radio Bursts and other transient sources at 182 MHz using the Murchison Widefield Array | |
Lin et al. | ASCAT wind quality under high subcell wind variability conditions | |
Karuppusamy et al. | Giant pulses from the Crab pulsar-A wide-band study | |
US8036836B2 (en) | Dynamic environmental change compensation of sensor data in structural health monitoring systems | |
JP5611157B2 (en) | A method for detecting targets in radar signals using spatio-temporal adaptive processing | |
EP2284569B1 (en) | Automatic focussing of SAR raw data based on the estimation of the phase error function | |
CN109416408B (en) | Device and method for estimating an epicenter distance, and computer-readable recording medium | |
Chakraborty et al. | Detailed study of ELAIS N1 field with the uGMRT–II. Source properties and spectral variation of foreground power spectrum from 300–500 MHz observations | |
US20070063887A1 (en) | Method of determining the velocity field of an air mass by high resolution doppler analysis | |
RU2411535C2 (en) | Method of detecting signals with constant false alarm level | |
CN105046706B (en) | SAR image ship detection method based on rational polynominal Function Fitting sea clutter | |
US5511008A (en) | Process and apparatus for extracting a useful signal having a finite spatial extension at all times and which is variable with time | |
Biswas et al. | Detecting transient gravitational waves in non-Gaussian noise with partially<? format?> redundant analysis methods | |
RU2654377C1 (en) | Method for determining of damaged point of power transmission lines | |
CN116047524A (en) | Dual-polarization weather radar data quality real-time evaluation method and system | |
Kolchev et al. | Use of hazard function for signal detection on ionograms | |
Moisseev et al. | Clutter suppression for staggered PRT waveforms | |
Radius et al. | Phase Variant Analysis Algorithm for Azimuth Ambiguity Detection | |
Reimer et al. | Estimating self-clutter of the multiple-pulse technique | |
Borcea et al. | Robust imaging with electromagnetic waves in noisy environments | |
RU2413238C1 (en) | Interference suppression method | |
Bakry El_Mashade | Performance comparison of a linearly combined ordered-statistic detectors under postdetection integration and nonhomogeneous situations | |
JP6342270B2 (en) | Target detection apparatus, target detection method, and target detection program | |
Di et al. | Anomaly detection in hyperspectral imagery by fuzzy integral fusion of band-subsets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120329 |
|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20121107 |