Адаптивне виявлення сигналу рухомої цiлi в FMCW радарi при невiдомiй потужностi шуму

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorМаленчик, Т. В.
dc.contributor.authorЖук, С. Я.
dc.date.accessioned2024-11-22T10:46:44Z
dc.date.available2024-11-22T10:46:44Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractОдним з перспективних засобiв виявлення рухомих цiлей на малих вiдстанях є FMCW радар. Вiн забезпечує: високоточне вимiрювання дальностi, а також радiальної швидкостi, низьке енергоспоживання. Вихiдною iнформацiєю для алгоритмiв виявлення сигналiв цiлей в FMCW радарi є далекомiрнодоплерiвський портрет. Вiн формується шляхом двомiрного дискретного перетворення Фур’є (ДПФ) над отриманими на iнтервалi когерентного накопичення демодульованими сигналами вiдповiдних перiодiв модуляцiї. У випадку однорiдного шуму з невiдомою потужнiстю викорстання алгоритмiв CFAR призводить до надлишкових обчислювальних витрат за рахунок ковзного оцiнювання потужностi шуму. Крiм того розмiри ковзного вiкна обмеженi, що не дозволяє отримати оцiнку потужностi шуму з необхiдною точнiстю. В якостi математичної моделi корисного сигналу вiд цiлi може бути використаний гармонiйний сигнал з невiдомими амплiтудою, частотою i початковою фазою. Розглянуто алгоритм адаптивного виявлення гармонiйного сигналу з невiдомими параметрами, отриманого на iнтервалi когерентного накопичення FMCW радара при вiдомiй потужностi шуму. Пристрiй виявлення побудовано за перiодограмною схемою. Проведено аналiз характеристик виявлення сигналу FMCW радара при вiдомiй потужностi шуму, якi можуть виступати в якостi нижньої границi при невiдомiй дисперсiї шуму. На основi методу максимальної правдоподiбностi запропоновано алгоритм оцiнювання невiдомої потужностi шуму на основi тестової вибiрки, отриманої з далекомiрно-доплерiвського портрету. Оцiнка невiдомої потужностi шуму є вибiрковим середнiм. На основi методу iнтервального оцiнювання визначено довiрчi iнтервали щодо ймовiрностей хибної тривоги i виявлення цiлi в залежностi вiд об’єму тестової вибiрки. Границi ймовiрностi хибної тривоги не залежать вiд оцiнки потужностi шуму. На основi отриманих залежностей можна визначити об’єм вибiрки, що забезпечує допустиме значення довжини довiрчого iнтервалу ймовiрностей хибної тривоги i виявлення цiлi.
dc.description.abstractotherOne of the most promising ways of detecting moving targets at short distances is a FMCW radar. It provides: high-precision of range and radial velocity measurement and low power consumption. The source information for a target detection algorithm in the FMCW radar is the range-Doppler map. It is formed by two-dimensional discrete Fourier transformation (DFT) over the demodulated signals of the corresponding modulation periods obtained during the interval of coherent accumulation. In the case of homogeneous noise with unknown power, the usage of CFAR (constant false alarm rate) algorithms leads to excessive computational costs due to the sliding estimation of the noise power. In addition, the dimensions of the sliding window are limited, which does not allow obtain an estimate of the noise power with necessary accuracy. A harmonic signal with unknown amplitude, frequency and initial phase can be used as a mathematical model of the useful signal from the target. The algorithm for adaptive detection of a harmonic signal with unknown parameters, received at the interval of coherent accumulation of FMCW radar with known noise power, is considered. The detection device is built according to the periodogram scheme. An analysis of the FMCW radar signal detection characteristics at known noise power, which can act as a lower limit at unknown noise dispersion, was performed. Based on the maximum likelihood method, an algorithm for estimating the unknown power of noise based on a test sample obtained from a range-Doppler map is proposed. The estimate of the unknown noise power is a sample mean. Based on the method of interval estimation, confidence intervals will be determined regarding the probabilities of false alarm and target detection depending on the volume of the test sample. The limits of the probability of a false alarm do not depend on the estimation of the noise power. Based on the obtained dependencies, it is possible to determine the volume of the sample, which provides an acceptable value of the length of the confidence interval of the probabilities of a false alarm and target detection.
dc.format.pagerangeС. 32-41
dc.identifier.citationМаленчик, Т. В. Адаптивне виявлення сигналу рухомої цiлi в FMCW радарi при невiдомiй потужностi шуму / Маленчик Т. В., Жук С. Я. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2024. – Вип. 96. – С. 32-41. – Бібліогр.: 20 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2024.96.32-41
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/70756
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 96
dc.subjectFMCW радар
dc.subjectдалекомiрно-доплерiвський портрет
dc.subjectвiдношення правдоподiбностi
dc.subjectперiодограма
dc.subjectпристрiй виявлення
dc.subjectхибна тривога
dc.subjectмаксимально правдоподiбна оцiнка
dc.subjectрозподiл хi-квадрат
dc.subjectоб’єм вибiрки
dc.subjectдовiрчий iнтервал
dc.subjectFMCW radar
dc.subjectrange-Doppler map
dc.subjectlikelihood ratio
dc.subjectperiodogram
dc.subjectdetector
dc.subjectfalse alarm
dc.subjectmaximum likelihood estimation
dc.subjectchi-square distribution
dc.subjectsample size
dc.subjectconfidence interval
dc.subject.udc621.396.96
dc.titleАдаптивне виявлення сигналу рухомої цiлi в FMCW радарi при невiдомiй потужностi шуму
dc.title.alternativeAdaptive Detection of Signal of Moving Target in FMCW Radar with Unknown Noise Power
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
32-41.pdf
Розмір:
849.23 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 96