雷达信号处理基础之【恒虚警处理】
恒虚警CFAR处理
恒虚警率CFAR是ConstantFalse-AlarmRate的缩写。在雷达信号检测中，当外界干扰强度变化时，雷达能自动调整其灵敏度，使雷达的虚警概率保持不变，这种特性称为恒虚警率特性。恒虚警率检测是雷达目标自动检测的一个重要组成部分，作为从雷达中提取目标的第一步，是进一步识别目标的基础。虚警率是指侦察设备在单位时间内将噪声或其他干扰信号误判为威胁辐射源信号的概率。而恒虚警率检测则证明了检测算法的稳定性和可靠性。
雷达信号恒虚警率检测就是要求虚警概率保持恒定，这主要是因为在雷达信号检测中，信号的最佳检测通常采用奈曼-皮尔逊准则，即在保持恒定的虚警概率的条件下，使正确检测的概率达到最大值。
完成相参积累后，形成“距离-多普勒”二维分布图。对该二维分布图取模值处理后，形成CFAR(恒虚警)平面，若回波中存在目标信号，则二维分布图上会出现目标尖峰，如下图所示。
图1 CFAR平面
以CFAR 平面为基础，采用两维CFAR 检测方法，完成目标检测。CFAR处理原理如上图所示。在检测单元的两侧各留出一些保护单元，保护单元的总数略大于目标所占分辨单元数。同时，由于采用相参体制，可以联合利用距离维和速度维的一定数量的参考单元的平均值作为比较电平，在与检测单元进行比较，依据识别系数判断比较结果，从而判断目标的存在。
图2 CFAR平面
以CFAR 平面为基础，采用两维CFAR 检测方法，完成目标检测。CFAR处理原理如上图所示。在检测单元的两侧各留出一些保护单元，保护单元的总数略大于目标所占分辨单元数。同时，由于采用相参体制，可以联合利用距离维和速度维的一定数量的参考单元的平均值作为比较电平，在与检测单元进行比较，依据识别系数判断比较结果，从而判断目标的存在。
图3 二维CFAR原理图
根据检测概率、虚警概率，可以设备二维CFAR中的单次检测信噪比为12.5 dB，在此基础上采用二进制积累，采用3选2的准则，进行目标确认，以进一步减少噪声干扰的影响，进一步降低虚警概率。
恒虚警检测按照检测的维数可以分为二维恒虚警以及一维恒虚警，先通过二维恒虚警进行初步的筛选，而后在二维恒虚警的结果上分别通过距离维和频率维完成更为精细的恒虚警检测。
绘制出如下的二维CFAR后的结果，二维CFAR加一维时间CFAR后的结果，以及二维CFAR加一维时间CFAR加一维频率CFAR的结果：
图4 二维CFAR
图5 二维CFAR加一维时间CFAR
图6 二维CFAR加一维时间CFAR加一维频率CFAR