Sabit yanlış alarm oranı - Constant false alarm rate
Sabit yanlış alarm oranı ( CFAR ) tespiti , gürültü , dağınıklık ve parazit arka planına karşı hedef dönüşleri tespit etmek için radar sistemlerinde kullanılan yaygın bir uyarlamalı algoritma biçimini ifade eder .
Prensip
Radar alıcısında, geri dönen yankılar tipik olarak anten tarafından alınır , güçlendirilir, bir ara frekansa dönüştürülür ve ardından video sinyali olarak bilinen sinyalin zarfını çıkaran detektör devresinden geçirilir . Bu video sinyali, alınan yankının gücüyle orantılıdır ve istenen yankı sinyalinin yanı sıra dahili alıcı gürültüsünden ve harici dağınıklıktan ve parazitten gelen istenmeyen sinyalleri içerir . Terimi, bir video sonuçlanan bir görüntü için sinyal olmak uygun belirtir katod ışını tüpünün veya "video ekranında".
Sabit yanlış alarm oranı devresinin rolü, üzerinde herhangi bir geri dönüşün, sahte kaynaklardan birinin aksine muhtemelen bir hedeften kaynaklandığının kabul edilebileceği güç eşiğini belirlemektir. Bu eşik çok düşükse, daha fazla gerçek hedef tespit edilecektir, ancak artan sayıda yanlış alarm pahasına. Tersine, eşik çok yüksekse, daha az hedef tespit edilecektir, ancak yanlış alarmların sayısı da düşük olacaktır. Çoğu radar dedektöründe, eşik, gerekli bir yanlış alarm olasılığını (veya eşdeğer olarak, yanlış alarm oranı veya yanlış alarmlar arasındaki süre) elde etmek için ayarlanır.
Hedeflerin tespit edileceği arka plan, zaman ve mekan ile sabitse, o zaman genellikle olduğu varsayılan gürültünün olasılık yoğunluk fonksiyonu tarafından yönetilen belirli bir yanlış alarm olasılığını sağlayan sabit bir eşik seviyesi seçilebilir. Gauss . Algılama olasılığı , hedef dönüşün sinyal-gürültü oranının bir fonksiyonudur . Bununla birlikte, çoğu korumalı sistemde, istenmeyen dağınıklık ve girişim kaynakları, gürültü seviyesinin hem mekansal hem de zamansal olarak değiştiği anlamına gelir. Bu durumda, sabit bir yanlış alarm olasılığını korumak için eşik seviyesinin yükseltildiği ve alçaltıldığı bir değişen eşik kullanılabilir. Bu, sabit yanlış alarm oranı (CFAR) algılama olarak bilinir.
Hücre ortalamalı CFAR
Çoğu basit CFAR algılama şemasında, eşik seviyesi test edilen hücrenin (CUT) etrafındaki gürültü tabanının seviyesi tahmin edilerek hesaplanır. Bu, CUT etrafındaki bir hücre bloğunu alarak ve ortalama güç seviyesini hesaplayarak bulunabilir. Bu tahminin CUT'un gücüyle bozulmasını önlemek için, CUT'un hemen yanındaki hücreler normalde göz ardı edilir (ve "koruyucu hücreler" olarak adlandırılır). Hem tüm bitişik hücrelerinden daha büyükse hem de yerel ortalama güç seviyesinden büyükse, CUT'de bir hedef mevcut olarak ilan edilir. Yerel güç seviyesinin tahmini, sınırlı örnek büyüklüğüne izin vermek için bazen biraz artırılabilir. Bu basit yaklaşıma hücre ortalamalı CFAR (CA-CFAR) denir.
Diğer ilgili yaklaşımlar, CUT'un solundaki ve sağındaki hücreler için ayrı ortalamalar hesaplar ve ardından yerel güç düzeyini tanımlamak için bu iki güç düzeyinin en büyüğünü veya en azını kullanır. Bunlar sırasıyla en büyük CFAR (GO-CFAR) ve en az CFAR (LO-CFAR) olarak adlandırılır ve dağınıklık alanlarına hemen bitişik olduğunda algılamayı iyileştirebilir.
Gelişmiş CFAR yaklaşımları
Daha karmaşık CFAR algoritmaları, hedeflerin tespit edileceği arka planın istatistiklerini titiz bir şekilde hesaba katarak uyarlanabilir bir eşik seviyesi seçebilir. Bu, özellikle deniz karmaşasının arka planının özellikle sivri olduğu ve ilave beyaz Gauss gürültüsü ile pek yakınlaşmadığı deniz gözetimi (radar) uygulamalarında yaygındır . Bu zor bir tespit problemidir, çünkü deniz yüzeyi dönüşleri nedeniyle sivri uçlar ve örneğin denizaltı periskoplarından geçerli geri dönüşler nedeniyle sivri uçlar arasında ayrım yapmak zordur . K-dağıtım deniz dağınıklığı özelliklerini modelleme için popüler dağıtımıdır.