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哈尔滨工业大学（威海）本科毕业设计（论文）
子不同，
??i?? （2-14） N??抬高的门限会同时降低检测概率和虚警概率。将式（2.14）和式（2.8）代入到公式（2.9）中，我们得到以原先设计值PFA作为变量的新的检测概率的表达式
?????1???1??iN?????1??PFA?1n?1??PD??1???????N （2-15）
注意到，当?i?0时（不存在干扰目标时）或者N??时（干扰目标
??PD。图2-9正是这样的例子，其中的影响可以忽略不计），有PDPFA=10?3，N分别取20和50。对于这种情况，不存在干扰目标的检测概率分别约为0.78和0.8。
0.9windown=200.80.70.60.5SNR=15dBPde=1e-30.40.30.2 -10windown=50 检测的近似概率 /dB-505干扰器的信噪比 /dB101520
图2-9 检测概率损失
另一种刻画干扰目标影响的方法是在保证原先的检测概率PD所需要的基础上提高信噪比。设使用被抬高的门限T?来进行检测而又要获得原先的检测概率PD时所需要的基础上提高信噪比为??。原始的门限乘积因子?来表示PD为
?N??? （2-16） PD??1??N?1???????- 13 -
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类似的可以用同样的关系式来表示在新的门限乘积因子??和信噪比???。因此，当下面的条件满足时，PD?等于PD，即满足条件 下的检测概率PD??? （2-17） ??N?1???N?1???将式（2.14）代入到式（2.17）中，得
?x?????1?i??1????1 （2-18）
?N?图2-10中的曲线就是目标遮蔽损失???的近似值，其单位为dB，其他参数同图2-9。
876近似目标遮蔽损失 /dB SNR=15dBN=20543210 -10N=50-505干扰器的信噪比 /dB101520
图2-10 等效遮蔽损失
2.4.2 自遮蔽效应
图2-11给出了一个和目标遮蔽效应相关的现象，即分布目标的自遮蔽效应。干扰、检波器和目标特性与图2-4相同。但有所区别的是图2-11中的目标物理尺寸超过一个距离单元的长度，因此目标的回波散布在三个连续单元上。
不使用保护单元进行CFAR处理的一个结果如图2-11所示，当三个存在目标信号距离单元中的任何一个作为待检测单元时，另外两个单元会影响对干扰功率的估计，在此，使门限抬高到足以使雷达检波器漏过目标。
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40353025幅度 /dBSNR=15dB自遮蔽2015105020406080100距离单元120140160180200
图2-11 无保护单元的门限设定
40353025幅度 /dB2015105020406080100距离单元120140160180200
图2-12 待检单元两边各有三个保护单元的门限设定
这种效应正是使用保护单元的原因所在，其功能如图2-12所示，在进行CFAR检测时，两边各使用了3个保护单元。
这种处理方法稍微拉长参考窗的长度，但可以确保当待检测单元位于目标的中心位置时临近单元不会干扰对噪声功率的估计，从而可以成功的检测到目标。
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2.4.3 杂波边缘效应
如果占统治地位的干扰来自杂波，而不是热噪声或人为干扰，则这些杂波往往是具有严重的非均匀性。雷达波束照射的区域可能包括部分开阔区域和植被覆盖地，也可能是部分陆地和部分水域。当待检测单元位于或者靠近具有不同反射率的区域边缘时，则CFAR处理的前后参考窗内的数据统计特性会有区别。此类杂波边缘效应会导致在边缘处的检测发生虚警，也可能遮蔽掉低反射区域内靠近边缘的目标。
图2-13展示了非均匀杂波的两个主要影响之一。其中头100个距离单元的平均功率为20dB，而杂波功率在后100个单元内突然从20dB提高到了30dB，用这个方法仿真地貌的突变，例如，从开阔地过度到树木繁茂地区。假设在第50个单元存在一个目标，对于恒虚警率PFA=10?3的两个理想检测门限如图虚线所示，一种杂波类型一个门限。由单元平均CFAR处理得到的门限在各自的参考单元内工作正常，但是在第87和114单元之间存在一个过渡带。
50454035幅度 /dB 虚警302520151050 20406080100距离单元120140160180200
图2-13 杂波边缘的虚警
在这个例子中的杂波恰好在杂波边缘附近存在一个高幅度的起伏值，而由于恒虚警门限只能在过渡带截止几个但愿后才能提高到对应于新杂波特性的正确值上，所以这个起伏门限穿越了CFAR门限并产生了一个虚警。但位于第50个单元的目标可以正常的被检测到。
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