Улучшение характеристик стандартных вариантов адаптивных схем детекторов, работающих в условиях неоднородной среды

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020040019

Ключові слова:

традиционный детектор CFAR, детектор с фиксированной вероятностью ложной тревоги, моноимпульсное обнаружение, детектор Неймана-Пирсона, распределение χ2 с двумя и четырьмя степенями свободы, модели Сверлинга, неоднородная среда

Анотація

Повышенная устойчивость, присущая появляющемуся единому адаптивному подходу, который хорошо работает при всех видах рабочих условий, привел к созданию комбинированной адаптивной стратегии. При этом объединение конкретных решений одиночных адаптивных схем посредством подходящих правил объединения может улучшить окончательное обнаружение. В частности, объединение процедур усреднения по ячейке CA (cell-averaging), упорядоченных статистик OS (ordered statistics) и модифицированного среднего TM (trimmed-mean) позволяет улучшить общую эффективность обнаружения. Цель этой работы состоит в анализе такой разработанной модели, где рабочая среда является неоднородной. Для флуктуаций первичных и вторичных сторонних целей принимается распределение χ2 с двумя и четырьмя степенями свободы. Конечный вид рабочей характеристики процессора получен для случая одноимпульсного обнаружения. Полученные результаты показывают, что в случае неоднородного фона предлагаемый новый подход является более практичным. В частности, при наличии нескольких целей (групповая цель) этой подход обеспечивает повышенную устойчивость по сравнению с подходами, основанными на CA, OS или TM архитектурах. Кроме того, эта оригинальная новая стратегия обеспечивает рабочую характеристику в условиях неоднородной среды, которая превосходит характеристику классического детектора Неймана–Пирсона N-P (Neyman–Pearson). Последний может быть использован в качестве эталонной меры для анализа различных методов в области CFAR детекторов.

Посилання

A. R. Elias-Fusté, A. Broquetas-Ibars, J. P. Antequera, and J. C. M. Yuste, “CFAR Data Fusion Center with Inhomogeneous Receivers,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 28, no. 1, pp. 276–285, 1992, doi: https://doi.org/10.1109/7.135453.

D. Ivkovic, M. Andric, and B. Zrnic, “Nonlinear fusion CFAR detector,” in Proceedings International Radar Symposium, 2015, doi: https://doi.org/10.1109/IRS.2015.7226305.

M. B. El Mashade, “Monopulse detection analysis of the trimmed mean CFAR processor in nonhomogeneous situations,” IEE Proc. - Radar, Sonar Navig., vol. 143, no. 2, p. 87, 1996, doi: https://doi.org/10.1049/ip-rsn:19960324

L. Zhao, W. Liu, X. Wu, and J. S. Fu, “A novel approach for CFAR processors design,” in IEEE National Radar Conference - Proceedings, 2001, pp. 284–288, doi: https://doi.org/10.1109/nrc.2001.922992.

Y. Hu and J. Liang, “CFAR Decision Fusion Approaches in the Clustered Radar Sensor Networks Using LEACH and HEED,” Int. J. Distrib. Sens. Networks, vol. 2015, pp. 1–9, 2015, doi: https://doi.org/10.1155/2015/987526.

S. López-Estrada and R. Cumplido, “Fusion center with neural network for target detection in background clutter,” in Proceedings of the Mexican International Conference on Computer Science, 2005, vol. 2005, pp. 189–196, doi: https://doi.org/10.1109/ENC.2005.21.

M. B. El Mashade, “Analysis of Cell-Averaging based detectors for x 2 fluctuating targets in multitarget environments,” J. Electron., vol. 23, no. 6, pp. 853–863, Nov. 2006, doi: https://doi.org/10.1007/s11767-005-0067-0.

W. Q. Wang, Radar Systems: Technology, Principles, and Applications. Nova Science Publishers, Inc, 2013.

Мохамед Б. Эль Машад, “Аналитическая оценка рабочих характеристик адаптивного обнаружения флуктуирующих целей радара,” Известия вузов. Радиоэлектроника, т. 56, № 7, с. 3–17, 2013. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347013070017.

D. Ivkovic, B. Zrnic, and M. Andric, “Fusion CFAR detector in receiver of the software defined radar,” in Proc. of Int. Radar Symp., 2013.

D. Ivkovic, M. Andric, and B. Zrnic, “Nonlinear fusion CFAR detector,” in Proceedings International Radar Symposium, 2015, vol. 2015-August, pp. 481–486, doi: https://doi.org/10.1109/IRS.2015.7226305.

D. Ivkovic, M. Andric, and B. Zrnic, “A New Model of CFAR Detector,” Frequenz, vol. 68, no. 3-4, p. 125-136, 2014. DOI: https://doi.org/10.1515/freq-2013-0087.

Y. Xu, C. Hou, S. Yan, J. Li, and C. Hao, “Fuzzy statistical normalization CFAR detector for non-Rayleigh data,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 51, no. 1, pp. 383–396, Jan. 2015, doi: https://doi.org/10.1109/TAES.2014.130683.

D. Ivkovic, M. Andric, and B. Zrnic, “Detection of very close targets by fusion CFAR detectors,” Sci. Tech. Rev., vol. 66, no. 3, pp. 50–57, 2016, doi: https://doi.org/10.5937/str1603050i.

Мохамед Б. Эль Машад, “Преимущества новой стратегии для процессоров CFAR по сравнению с моделью Неймана-Пирсона при обнаружении флуктуирующих целей, описываемых распределением хи-квадрат с четырьмя степенями свободы,” Известия вузов. Радиоэлектроника, т. 61, № 9, с. 487–507, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018090017.

J. R. Machado-Fernández, N. Mojena-Hernández, and J. de la C. Bacallao-Vidal, “Evaluation of CFAR detectors performance,” Iteckne, vol. 14, no. 2, 2017, doi: https://doi.org/10.15332/iteckne.v14i2.1772.

J. R. Machado-Fernández and J. D. la C. Bacallao-Vidal, “Cell Averaging CFAR Detector with Scale Factor Correction through the Method of Moments for the Log-Normal Distribution,” Cienc. e Ing. Neogranadina, vol. 28, no. 1, pp. 27–44, May 2017, doi: https://doi.org/10.18359/rcin.2408.

M. B. El Mashade, “Heterogeneous performance analysis of the new model of CFAR detectors for partially-correlated χ2-targets,” J. Syst. Eng. Electron., vol. 29, no. 1, pp. 1–17, Feb. 2018, doi: https://doi.org/10.21629/JSEE.2018.01.01.

H. Wang, Z. Tang, Y. Zhao, Y. Chen, Z. Zhu, and Y. Zhang, “Signal Processing and Target Fusion Detection via Dual Platform Radar Cooperative Illumination,” Sensors, vol. 19, no. 24, p. 5341, Dec. 2019, doi: https://doi.org/10.3390/s19245341.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-21

Як цитувати

Эль Машад, М. Б. (2020). Улучшение характеристик стандартных вариантов адаптивных схем детекторов, работающих в условиях неоднородной среды. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(4), 199–216. https://doi.org/10.20535/S0021347020040019

Номер

Том 63 № 4 (2020)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.