根據平均分割參考信號方法的cfar檢波方法及雷達系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供根據平均分割參考信號方法的CFAR檢波方法及適用此的雷達系統(tǒng)。根據本實施例的CFAR檢波方法為，將構成接收的雷達信號的多個參考信號分割為多個模塊，比較在分割的模塊中其中一個的平均功率與測試信號的功率，檢出有無目標的階段。根據此，就算在參考信號存在雜波或不需要的標記信號的情況，當然還有在非均質雜音環(huán)境，也不使其檢波性能下降。
【專利說明】根據平均分割參考信號方法的CFAR檢波方法及雷達系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明作為涉及雷達系統(tǒng)，更詳細的說，是涉及適用于雷達系統(tǒng)的CFAR(恒虛警率:Constant False Alarm Rate)檢波方法。
【背景技術】
[0002]在雷達系統(tǒng)，若通過天線接收信號，在信號處理部要區(qū)分接收的信號是否是由目標物反射的信號。另外，信號檢波器也能在根據時間變化的周邊環(huán)境獲取目標信號。
[0003]CFAR檢波為，就算電線的周邊環(huán)境變化，以固定設定的誤報率為基礎，可獲取目標信號的雷達信號檢波方法。
[0004]CFAR檢波方式，通過比較接收信號功率與閾值(Threshold)，檢波信號。閾值定義為，要比較的信號的推測雜音功率乘以計算的常數，并且相乘的常數根據考慮的周邊的信號的數量與誤報率決定。
[0005]在多樣的CFAR方法中，現(xiàn)在最多使用的檢波技法是CA CFAR(單元平均恒虛警率:Cell Average Constant False Alarm Rate)方法。在CA CFAR檢波方法中，將要比較的信號(Test cell)的雜音功率推測為周邊信號的平均功率。若推測出測試信號的雜音功率，設計者設定的誤報率與以周邊信號的數量計算的常數相乘，決定測試信號的閾值。
[0006]圖1是提供于說明現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法的圖面。
[0007]現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法為，加上所有目標信號周邊參考信號(Reference Cell)分為信號數，因此在測試信號(Test Cell)的雜音功率是根據參考信號的平均推測。
[0008]現(xiàn)有的CA CFAR的情況，其信號檢波性能優(yōu)秀，計算方法簡單，但存在以下弱點:I)在多重標記環(huán)境的檢測性能低下，2)在非均質雜音環(huán)境的檢測性能低下。
[0009]1.在多重目標環(huán)境檢測性能低下
[0010]CA CFAR檢波方法，將測試信號的雜音功率推測為周邊信號的平均功率。但是，如果在周邊信號中存在另外其他目標信號的情況，推測雜音功率就會增加，閾值當然也會增力口。從而，在多重環(huán)境的CA CFAR方法的檢測性能就會下降。
[0011]圖2是顯示在多重目標環(huán)境接收信號的圖面，圖3是將圖2的圓圈部分擴大的圖面。根據圖2與圖3所示，在第500個信號附近可確認到存在兩個信號。
[0012]圖4是對于在圖2顯示的信號模擬CA CFAR檢波的結果的圖面，圖5是將圖4的圓圈部分擴大的圖面。
[0013]根據圖4與圖5所示，顯示比閾值高的功率的同時檢測到目標信號2，但是根據由于第二個信號的影響而變高的閾值，可確認到檢測不到目標信號I。
[0014]通過以上模擬，CA CFAR檢波方法在多重目標環(huán)境目標信號接近的情況，可確認到在檢測目標信號存在致命的弱點。
[0015]2.在非均勻雜音環(huán)境的檢測性能低下
[0016]現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法的情況，根據雜波存在突然增加雜音功率的區(qū)間，即在非均質雜音區(qū)間，根據增加的雜音功率存在增加誤報率幾率的缺點。[0017]圖6是顯示在非均質雜音環(huán)境模擬CA CFAR檢測的結果的圖面，圖7是將圖6的中間部分擴大的圖面。
[0018]在以上模擬中顯示了，在第500個信號附近使雜音功率突然增加，并且根據此顯示了不顧沒有信號反而判斷為有信號的誤報。
[0019]通過以上2種模擬，現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法是根據計算平均決定閾值，因此對于周邊信號(interference target)或突然增加的雜音信號,存在提高發(fā)生誤報或未報的幾率的缺點。
[0020]實際的雷達信號接收環(huán)境，由于周邊存在雜波與多個目標，因此很難期待均勻的雜音環(huán)境。再則，用于車輛雷達的情況，在雷達的Field Of View (視野)內存在多個目標的幾率較大且目標接近，因此要求在多重環(huán)境與非均勻環(huán)境的強力的檢波方法。

【發(fā)明內容】

[0021](要解決的技術問題)
[0022]本發(fā)明作為為解決如上述問題所提出，本發(fā)明提供CFAR檢波方法的目的在于，在多重目標環(huán)境與存在雜波的環(huán)境，不受周邊干涉信號的影響，可檢測標記信號。
[0023](解決問題手段)
[0024]為達成上述目的，根據本發(fā)明一實施例的CFAR檢波方法，包括:接收雷達信號的階段；將構成接收的雷達信號的多個參考信號分割為多個模塊的階段；及比較在分割的模塊中一個的平均功率與測試信號的功率，檢出有無目標的階段。
[0025]還有，所述檢出階段，可包括:分別計算分割的模塊的平均功率的階段，將計算的平均功率按遞增順序排序的階段；排序的平均功率中選定其中一個為代表功率的階段；從選定的代表功率生成閾值的階段；及比較所述閾值與測試信號功率，判斷有無目標的階段。
[0026]另外，所述選定階段為，將在遞增順序中中間的平均功率選定為代表功率。
[0027]還有，所述生成階段為，在選定的代表功率乘以加重值，可生成閾值。
[0028]另外，所述分割階段為，將所述多個參考信號可分割為相同數量的模塊。
[0029]另一方面，根據本發(fā)明其他實施例的雷達系統(tǒng)，包括:雷達模塊，發(fā)送雷達信號并接收反射的雷達信號；及處理器，通過所述雷達模塊，將構成接收的雷達信號的多個參考信號分割為多個模塊，比較分割的模塊中的一個的平均功率與測試信號的功率，檢出有無目標。
[0030]還有，所述處理器為，分別計算分割的模塊的平均功率，將計算的平均功率按遞增順序排序，并且在排序的功率中選定一個為代表功率，從選定的代表功率生成閾值，并且比較所述閾值與測試信號的功率，可判斷有無目標。
[0031](發(fā)明的效果)
[0032]如上說明，根據本發(fā)明以選擇的特定區(qū)間平均功率為基準，推測測試信號的雜音功率，因此無論在參考信號存在雜波或不需要的標記信號的情況，還是在非均質雜音環(huán)境也不會使性能下降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是提供于在說明現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法的圖面。[0034]圖2是顯示在多重目標環(huán)境接收信號的圖面。
[0035]圖3是將圖2的圓圈部分擴大的圖面。
[0036]圖4是對于顯示于圖2的信號模擬CA CFAR檢測的結果的圖面。
[0037]圖5是將圖4的圓圈部分擴大的圖面。
[0038]圖6是在非均勻雜音環(huán)境模擬CA CFAR檢測的結果的圖面。
[0039]圖7是擴大圖6的中間部分的圖面。
[0040]圖8是提供于概念性說明根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的CFAR檢波方法的圖面。
[0041]圖9是根據本發(fā)明一實施例的CFAR檢波方法的流程圖。
[0042]圖10是對于在圖2顯示的信號模擬根據本實施例的CFAR檢測的結果的圖面。
[0043]圖11是在非均質雜音環(huán)境模擬根據本實施例的CFAR檢測的結果的圖面
[0044]圖12是擴大圖11的中間部分的圖面。
[0045]圖13是根據本發(fā)明其他實施例的雷達系統(tǒng)的框圖。
[0046](附圖標記說明)
[0047]200:雷達系統(tǒng)
[0048]210:雷達模塊
[0049]220:處理器
[0050]230:存儲部
【具體實施方式】
[0051]以下，參照圖面詳細說明本發(fā)明。
[0052]圖8是提供于概念性說明根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的CFAR檢波方法的圖面。
[0053]根據本實施例的CFAR檢波方法為，克服現(xiàn)有的CA CFAR具有的多重目標環(huán)境與在非均質雜音環(huán)境的缺點，以全新的CFAR檢波方法決定閾值(Threshold),將周邊信號區(qū)分為多個模塊代替將周邊信號的整體平均功率，分別計算模塊的平均功率后選定代表模塊，并且閾值是以其選定的模塊平均功率為基礎生成。
[0054]參照圖9，對于在圖8圖示的CFAR檢波方法進行詳細說明。9是根據本發(fā)明一實施例的CFAR檢波方法的流程圖。
[0055]如圖9所示，首先接收雷達信號(S110)，構成接收的雷達信號的多個參考信號(周邊信號)分割為多個模塊(S120)。
[0056]具體地說，如圖8所示S120階段為，將4個參考信號分割為一個模塊，結果為可將16個的參考信號分可割為4個模塊。
[0057]與此相同,可使各模塊包括的參考信號的個數相同，但是對于一部分的模塊也可使包括的參考信號個數不同。
[0058]另外，對包括于一個模塊的參考信號的個數沒有限制，并且對于分割的模塊的個數也沒有限制。優(yōu)選為，根據需要與信號的特性以適當的數量具體實現(xiàn)。
[0059]以下，在S120階段分別計算分割的模塊的平均功率(S130)，將計算的平均功率按遞增順序排序(S140)。
[0060]之后，通過S140階段排序的平均功率中選定一個為代表功率(S150)。在S150階段選定代表功率，可以以遞增順序中中間的為平均功率。[0061]例如，與如圖6所示的系統(tǒng)相同，計算4個平均功率的情況，在遞增順序的第2個或第3個選定為代表功率。
[0062]如果，計算5個平均功率的情況，優(yōu)選為在遞增順序的第3個選定為平均功率。
[0063]以下，在S150階段選定的代表功率中，乘以加重值(anew)生成閾值(Threshold)(S160)。在S160階段使用的加重值(anOT)為，考慮系統(tǒng)的特性與信號的特性而選定。
[0064]之后，比較在S160階段選定的閾值與測試信號的功率，檢出有無目標(S170)。具體地說，若測試信號功率為閾值以上，判斷在測試信號存在目標。相反，若測試信號功率小于閾值，判斷為在測試信號不存在目標。
[0065]在以下，比較根據本實施例的CFAR檢波方法的模擬結果與現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法比較。為此，與對于之前現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法執(zhí)行的模擬相同的雜音功率與相同的環(huán)境，對于根據本實施例的CFAR檢波方法執(zhí)行了模擬。
[0066]在以下，比較模擬在多重目標的兩個檢波方法的結果后，比較在非均質雜音環(huán)境模擬的兩個檢波方法。
[0067]圖5顯示了在多重目標模擬對現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法的結果。圖10顯示了根據本實施例的CFAR檢波方法的模擬結果。
[0068]在圖5，上部實線是根據現(xiàn)有的CA CFAR方法計算的閾值。在圖10，上部實線是根據本實施例的CFAR方法計算的閾值。
[0069]如同在比較兩種模擬中確認到，在相同信號采用分別的檢波方法時，采用現(xiàn)有的CA CFAR方法的情況,第一個目標信號未能超過閾值,相反在根據本實施例的CFAR檢波方法可以確認到接近的兩個目標信號全部超過閾值。
[0070]從而，可確認到在多重目標環(huán)境，根據本實施例的CFAR檢波方法比現(xiàn)有的檢波方法體現(xiàn)出更加優(yōu)秀的性能。
[0071]在圖6、7，顯示了，在非均質環(huán)境對現(xiàn)有的CA CFAR檢波方法的模擬結果。在圖11、12，顯示了，根據本實施例CFAR檢波方法的模擬結果。
[0072]如圖所示，CA CFAR方法的情況，在突然增加雜音功率的區(qū)間發(fā)生誤報，但是在根據本實施例的CFAR檢波方法可確認到在相同雜音信號沒有發(fā)生誤報。
[0073]根據本實施例的CFAR檢波方法，比起以計算全部參考信號的平均決定閾值的現(xiàn)有的方法，可確認到在非均質環(huán)境體現(xiàn)強力的檢測性能。
[0074]圖13是根據本發(fā)明其他實施例的雷達系統(tǒng)的框圖。根據本實施例的雷達系統(tǒng)200是可適用于車輛，并且如圖13所示，具備雷達模塊210、處理器220及存儲部230。
[0075]雷達模塊210發(fā)送雷達信號并接收反射的雷達信號。如前述的圖9所示，處理器220執(zhí)行CFAR檢波演算法。如圖9所示，存儲部230CFAR檢波演算法以程序保存，并且提供保存處理器220在執(zhí)行演算法中發(fā)生的數據的空間。
[0076]另外，在以上對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行圖示并說明，但是本發(fā)明并非現(xiàn)定于上述特定實施例，當然在沒有超過權利要求請求的本發(fā)明的重點，根據在該發(fā)明所述的【技術領域】具有通常知識的人，可進行多樣的實施。這種變形實施例不得從本發(fā)明的技術思想或前景個別的理解。
【權利要求】
1.一種CFAR檢波方法，其特征在于，包括: 接收雷達信號的階段； 將構成接收的雷達信號的多個參考信號分割為多個模塊的階段；及 比較在分割的模塊中一個的平均功率與測試信號的功率，檢出有無目標的階段。
2.根據權利要求1所述的CFAR檢波方法，其特征在于， 所述檢出階段，包括: 分別計算分割的模塊的平均功率的階段； 將計算的平均功率按遞增順序排序的階段； 排序的平均功率中選定其中一個為代表功率的階段； 從選定的代表功率生成閾值的階段；及 比較所述閾值與測試信號功率，判斷有無目標的階段。
3.根據權利要求2所述的CFAR檢波方法，其特征在于， 所述選定階段， 將在遞增順序中中 間的平均功率選定為代表功率。
4.根據權利要求2所述的CFAR檢波方法，其特征在于， 所述生成階段， 在選定的代表功率乘以加重值生成閾值。
5.根據權利要求1所述的CFAR檢波方法，其特征在于， 所述分割階段， 將所述多個參考信號分割為相同數量的模塊。
6.一種雷達系統(tǒng)，其特征在于，包括: 雷達模塊，發(fā)送雷達信號并接收反射的雷達信號；及 處理器，通過所述雷達模塊，將構成接收的雷達信號的多個參考信號分割為多個模塊，比較分割的模塊中的一個的平均功率與測試信號的功率，檢測有無目標。
7.根據權利要求6所述的雷達系統(tǒng)，其特征在于， 所述處理器， 分別計算分割的模塊的平均功率，將計算的平均功率以遞增順序排序，并且在排序的功率中選定一個為代表功率，從選定的代表功率生成閾值，并且比較所述閾值與測試信號的功率，判斷有無目標。
【文檔編號】G01S13/02GK103901408SQ201310502803
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2012年12月26日
【發(fā)明者】李俊炯 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會社