《雷达信号处理PPT电子教案第二讲噪声中非起伏信号的检测和非相参积累检测和处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《雷达信号处理PPT电子教案第二讲噪声中非起伏信号的检测和非相参积累检测和处理（55页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、第二讲 主要内容第一部分 噪声中非起伏信号的检测-1、引言-2、连续信号检测-3、离散信号检测第二部分 雷达信号的非相参积累检测和处理-1、引言-2、双门限成组检测器-3、二分层大滑窗检测器-4、成组滑动滑窗检测器-BMWD第一部分噪声中非起伏信号的检测1 引言一、假设一、假设 高斯平稳白噪声背景高斯平稳白噪声背景 回波信号非起伏回波信号非起伏二、适用范围二、适用范围 远距离无杂波区远距离无杂波区 射电天文射电天文三、分类三、分类 连续信号检测连续信号检测 离散信号检测离散信号检测050100150200250300350400450500-4-202405010015020025030035
2、04004505000246810高斯白噪声和噪声包络示意图2 连续信号检测一、概率密度函数 22,VtNtnnVPVVe,VV和为噪声包络幅度和标准偏差 信号+噪声 包络 噪声包络0nSaSIaV为信噪比(电压)， 为信号幅度，为零阶贝塞尔函数 aVIVVPaVNS0222exp相差越大和越大VPVPaNSn,2 连续信号检测二、检测的描述anffanIadIadPPPHPHPPPHPH110011判有，虚警判无，正确不发现判无，漏报判有，发现fdPP 和一般仅用2 连续信号检测dfPP三、和 22002200VVfVnPVedVeVtV归 一 化 门 限2 连续信号检测0220220020
3、0exp2dVnVannVaPVIaV dVVeIaVa曲线供查阅、有大量fdPP信噪比、检测概率和虚警概率的关系曲线示意图0afdPVP给定02 lnfVP 2lnfdSNPPPV dV2 连续信号检测实际中分析的步骤：其中：例: 虚警概率的确定1dF afafaTPTTB虚警间隔时间虚警持续时间例：B=1MHz，Tfa=1s，则PFa=10-6。四、检波的影响2 连续信号检测1、线性检波 VPKdYdVVPYPNSNSNS10YKVY00VVKYaIaKYKY0222exp2222222exp2exp2NSNYYPYKKYZKZaPZZIaZ令 视 放 输 出故2exp2NZPZZ检波前后
4、形式相同2 连续信号检测2、平方律检波 KYZKYKYPKYaIaKYPNKYNS22exp212exp212令视放输出00VV02YKVY2 连续信号检测 00dfPPYZZYYf V考虑检波后的、及门限或求解，均为单调函数 ZZPZaIaZZPNNSexp222exp02 000YZVNSNSNSddVVPdZZPdYYPP有： 000fNNNYZVPPY dYPZ dZPV dV2 连续信号检测000()fdfdfdZYPPVPPPP，则检波后的和与检波前 考虑包络 门限为时的和相同。即：经检波后，要获得相同的和，仅改变门限即可。，且或可见检波后的门限设为0000)(VfYZY000fd
5、PVYZP知2 连续信号检测3 离散信号检测一、回波信号离散化（数字化）：幅度量化，距离量化1、幅度量化：二分层、多分层 二分层方法 p 幅度过门限法：简单，但目标分裂，比较器实现p 正斜率过门限法：不分裂，前沿抖动使检测概率下降p 窄脉冲采样法：可实现多分层，配合A/D实现,816bit*平均法：性能好，复杂（应用较少）*峰值过门限法：实现复杂，不分裂（应用较少）0 0 1 0 0 0 0 00 0 1 1 1 0 0 0幅度过门限和正斜率过门限方法示意图2、距离量化（距离门/距离单元）maxRRMR脉宽 ，间隔数3 离散信号检测fdPP二、和*dfPP以上 和为第一门限时的发现和虚警概率同
6、法，与连续信号基本相、二分层：幅度过门限12dfPP、多分层：经数字门限后，与二分层 、相同3 离散信号检测第二部分雷达信号的非相参积累检测和处理1 引言一、积累的目的dBNSNS1812，应达改善%90%50101086DFDFPPPP，要求：、满足N积累数为波束内击中数为最大可rKTTN360重复周期天线转一圈时间，点间夹角，波束rKTTdB3二、积累数例：雷达转速10转/分钟，波束宽度3度，重复周期1ms，则击中数：N=50。三、机理 四、双门限概念波束内同一距离间隔不同方向的目标回波具有相关性，而噪声不相关，积累可增大S/N。 第一门限：二分层中的门限V0，过门限为1，反之为0 第二门
7、限：同一距离间隔中，沿方位设一滑窗宽为m，窗内“1”个数大于K时判有目标，门限为K/m1 引言第一门限在距离向实现二分层第二门限在方位向实现积累五、假设天线方向图为矩形目标非起伏1 引言,1,1ddddnnnnpqpqpqpq+第一门限目标区：噪声区：0 0 1 1 1 0 0 00 0 1 1 1 0 0 0脉冲1脉冲N *双门限成组检测器 *大滑窗检测器 *双极点滤波检测器六、主要类型1 引言2 双门限成组检测器工作方式相控阵烧穿式(burn out)工作模式”分布为：”、“离的“成组滑窗处理，同一距也适合个转到另一指向又发个脉冲指向某方位发射10,mm 1801110101指向m 281
8、0011010指向 3801101011指向 4811011011指向 组宽：m=8 第二门限：KFP一、有仅有噪声判DP二、目标区三、测角精度)(一般为波束宽度等于方位上步进的角度mKiimdidimDqpCPddqp 、mKiimninimFqpCPnnqp 、2 双门限成组检测器mKOPT四、准则：NP；最小之，使、或给定KamPPDF步骤求mKOPTappKmPPdnDF、，给一个、知 OPTKafKK得，重复给不同；最大之，使、给定KPaPmDF2 双门限成组检测器PF, mk=1k=mPn(1)Pn(m)V(1)V(m)a一定Pd(1)Pd(m)Pd(1)Pd(m)PD一定a(1)
9、a(m)求MinPD(1)PD(m)求Max不同k值虚警概率门限值单脉冲检测概率m脉冲检测概率求最大检测概率单脉冲检测概率所需信噪比求最小信噪比3 二分层大滑窗检测器一、原理m滑窗宽M波束内击中数大滑窗小滑窗当MmMm准则21:KKjmjmK或一般终了起始起始终了方位中心修正量修正量始终始始终223 二分层大滑窗检测器2m方位角中心估计修正示意图3 二分层大滑窗检测器二、性能111111KmnKnKmnKmnKnKmnFqpCpqpCqPqnpn0 11011011.1101 1m-1一次虚警出现的条件：上一个窗里面有K-1个1下一个进来的是一个1上一个窗的第一个不是1滑窗检测虚警概率计算示意
10、图3 二分层大滑窗检测器10nnDqpP，令噪声区计算：3 二分层大滑窗检测器)(发现次检测首次起始在第iKiqpCpqpCqPKiSKSKiSKiSKSKinDi11111在第i个位置检测首次起始的条件：上一个窗里面有K-1个1，且是在目标区的i-1个单元里面下一个进来的是一个1上一个窗的第一个单元不是1不相容相继各位置首次起始互mKiKiSKSKimKiDDqpCPPi113 二分层大滑窗检测器OPTK三、SDpKmfP，搜索法步骤：0,VppKmPPnSFD给一个；知aVpS0、 KfaK重复上两步，得对所有有一范围OPTK3 二分层大滑窗检测器经验公式取整mKOPT5 .1951010
11、%90%50FDPP条件：954.5166OPTOPTmKmK例：取整3 二分层大滑窗检测器四、测角方差和中心的角度分别为目标起始、终了、cjK修正量2jKc常数略修正量为相关的随机变量，忽和jK2jKc均值jKjKjKc22122 方差相关系数3 二分层大滑窗检测器10jK由于jKKcjK12则由对称性原理：Kc1707. 0故DdkPPK为，目标区内总起始概率处起始的概率mKdDmKDdKKKKKKPPPP则：mKDKKKKdKPP223 二分层大滑窗检测器KcKKKDdPPK1707. 0得到，求求处的算出不同步骤3 二分层大滑窗检测器五、实现 寄存器宽度为m 存回RAM的为丢掉一 位老
12、信息后的“0”、“1”值，宽度为m-14 成组滑动滑窗检测器BMWD一、原理，每次滑过一组，第三门限第二门限组门限mMSSLmK，则判为目标小组中过门限组数小组，若中共有判发现准则：LSSM4 成组滑动滑窗检测器BMWDFDPP、二、组内的检测概率DP、11m imiimdmSSi KPC pp111j LSLLDjmdmdj LPCPPFP、2组内的虚警概率immKininimmfppCP11111LSmfLmfLSFPPCP4 成组滑动滑窗检测器BMWD大滑窗检测器当BMWDm1*SmdnmfpPpPLjMLjSLSLjDppCP111则：,SM LK1111LSnLnLMFppCP三、最佳门限4 成组滑动滑窗检测器BMWD曲线得、；有一个，给一个、已知步骤LaappPPLKPPnSmfmdFD曲线，画多条值给不同曲线，同样有另给一个LamKKLaK1第三门限第二门限第一门限三门限BMWDSLmKV04 成组滑动滑窗检测器BMWDOPTOPTLKLKa和为和之对应minOPTOPTLKLKa和为和之对应minOPTOPTLKLKa和为和之对应min
雷达信号处理PPT电子教案第二讲噪声中非起伏信号的检测和非相参积累检测和处理
