Оценка эффективности нового подхода при адаптивном обнаружении частично коррелированных χ2 целей при наличии сторонних целей

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021120025

Ключові слова:

адаптивное обнаружение, некогерентное интегрирование, флуктуирующая цель, модели Сверлинга, частично коррелированные цели согласно χ2, многоцелевая среда

Анотація

Радар является основой современных комплексных систем ПВО. Принятие решения о наличии или отсутствии объекта при постоянном уровне ложной тревоги является одной из основных его концепций. В нее входит реализация методики постоянного уровня ложной тревоги CFAR (constant false alarm rate), которая обновляет порог обнаружения в соответствии с неоднородной обстановкой. Сложность поиска единственного варианта CFAR при наличии различных шумов приводит к необходимости разработки комплексной аппаратуры. Здесь объединение частных решений отдельных CFAR схем с помощью соответствующих правил объединения обеспечивает лучшее суммарное обнаружение. В данной статье представлен анализ линейного объединения LF (linear fusion) CA, OS и TM структур. Предполагается, что исследуемая и ложная цели имеют флуктуации согласно χ2-модели с двумя степенями свободы. Для характеристики обнаружения получено выражение в закрытой форме. По результатам проведенного моделирования получено, что LF модель обеспечивает надежную работу при отсутствии или наличии помех. Кроме того, LF характеристики в идеальном случае превосходят характеристики обнаружителя Неймана–Пирсона (N-P), который является эталоном для CFAR схем. Также, LF алгоритм позволяет удерживать уровень ложной тревоги неизменным при наличии помех.

Посилання

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.

J. Zhao, R. Jiang, X. Wang, H. Gao, “Robust CFAR detection for multiple targets in K-distributed sea clutter based on machine learning,” Symmetry, vol. 11, no. 12, p. 1482, 2019, doi: https://doi.org/10.3390/sym11121482.

J. R. Machado-Fernández, N. Mojena-Hernández, 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.

M. B. El Mashade, “Analysis of adaptive detection of moderately fluctuating radar targets in target multiplicity environments,” J. Franklin Inst., vol. 348, no. 6, pp. 941–972, 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2011.03.004.

L. Zhao, W. Liu, X. Wu, J. S. Fu, “A novel approach for CFAR processors design,” in Proceedings of the 2001 IEEE Radar Conference (Cat. No.01CH37200), 2001, pp. 284–288, doi: https://doi.org/10.1109/NRC.2001.922992.

M. Mashade, “Adaptive detection enhancement of partially-correlated χ2 targets in an environment of saturated interference,” Recent Adv. Electr. Electron. Eng. (Formerly Recent Patents Electr. Electron. Eng., vol. 9, no. 3, pp. 202–222, 2017, doi: https://doi.org/10.2174/2352096508666151030221552.

L. Wang, J. Tang, Q. Liao, “A study on radar target detection based on deep neural networks,” IEEE Sensors Lett., vol. 3, no. 3, pp. 1–4, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/LSENS.2019.2896072.

M. B. El Mashade, “Performance analysis of OS structure of CFAR detectors in fluctuating target environments,” Prog. Electromagn. Res. C, vol. 2, pp. 127–158, 2008, doi: https://doi.org/10.2528/PIERC08022807.

M. Barkat, P. K. Varshney, “Decentralized CFAR signal detection,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 25, no. 2, pp. 141–149, 1989, doi: https://doi.org/10.1109/7.18676.

A. R. Elias-Fusté, A. Broquetas-Ibars, J. P. Antequera, 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.

S. D. Himonas, M. Barkat, “A distributed CFAR processor with data fusion for correlated targets in homogeneous clutter,” in IEEE International Conference on Radar, 1990, pp. 501–506, doi: https://doi.org/10.1109/RADAR.1990.201096.

M. K. Uner, P. K. Varshney, “Distributed CFAR detection in homogeneous and nonhomogeneous backgrounds,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 32, no. 1, pp. 84–97, 1996, doi: https://doi.org/10.1109/7.481251.

H. Amirmehrabi, R. Viswanathan, “A new distributed constant false alarm rate detector,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 33, no. 1, pp. 85–97, 1997, doi: https://doi.org/10.1109/7.570711.

M. Maynul, M. Hossam-E-Haider, “Detection capability and CFAR loss under fluctuating targets of different Swerling model for various gamma parameters in radar,” Int. J. Adv. Comput. Sci. Appl., vol. 9, no. 2, 2018, doi: https://doi.org/10.14569/IJACSA.2018.090214.

P. Liu, C. Han, M. Lei, Z. Sun, “Adaptive censored cell-averaging CFAR detection in distributed sensor networks,” in 2007 10th International Conference on Information Fusion, 2007, pp. 1–8, doi: https://doi.org/10.1109/ICIF.2007.4407990.

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, 2018, doi: https://doi.org/10.21629/JSEE.2018.01.01.

М. 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, vol. 61, no. 9, pp. 487–507, 2018, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347018090017.

Z. Cao, J. Li, C. Song, Z. Xu, X. Wang, “A novel CFAR algorithm for multi-target detection with FMCW radar,” in GLOBECOM 2020 - 2020 IEEE Global Communications Conference, 2020, pp. 1–6, doi: https://doi.org/10.1109/GLOBECOM42002.2020.9322140.

C.-H. Lin, Y.-C. Lin, Y. Bai, W.-H. Chung, T.-S. Lee, H. Huttunen, “DL-CFAR: a novel CFAR target detection method based on deep learning,” in 2019 IEEE 90th Vehicular Technology Conference (VTC2019-Fall), 2019, pp. 1–6, doi: https://doi.org/10.1109/VTCFall.2019.8891420.

М. Б. Эль Машад, “Улучшение характеристик стандартных вариантов адаптивных схем детекторов, работающих в условиях неоднородной среды,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 4, pp. 199–216, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020040019.

M. B. El_Mashade, “M-sweeps multi-target analysis of new category of adaptive schemes for detecting χ 2 -fluctuating targets,” J. Inf. Telecommun., vol. 4, no. 3, pp. 314–345, 2020, doi: https://doi.org/10.1080/24751839.2020.1783493.

Характеристики многоимпульсного однородного обнаружения LF-CFAR схемы для флуктуирующих целей

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-02-18 — Оновлено 2022-02-18

Як цитувати

Эль Машад, М. Б. (2022). Оценка эффективности нового подхода при адаптивном обнаружении частично коррелированных χ2 целей при наличии сторонних целей. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(12), 731–748. https://doi.org/10.20535/S0021347021120025

Номер

Том 64 № 12 (2021)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

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.