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哈尔滨工业大学（威海）本科毕业设计（论文）
内的采样数据数据的总和。当待检测单元的采样值超过门限，则认为存在目标，否则认为没有目标。
VI CFAR同时利用参考窗的VI和MR两个变量去选择底使用前窗，后窗，还是全窗用来估计噪声水平。窗口的选择实际上是当前噪声环境的统计特性决定。
1.变化性因子VI的定义
VI是一个和噪声环境的变化起伏密切相关的统计量。他的值是当前参
?2的一个函数。VI CFAR 设计时需要把参考窗?和方差?考窗的统计平均值?划分为前导窗和后导窗。然后用如下的公式计算每一个窗VI值
?222?1nVI?1+2=1????Xi?X??X? （3-22）
??n+1i?1其中X是半个参考窗N/2即n个参考单元的算术平均值。在均匀的检
测场景时候，VI浮动不是很大，但是当参考窗内存在干扰目标或者杂波时候VI就会剧烈的变化。
通过比较VI和门限KVI来判断VI是由均匀的检测场景计算而来还是非均匀的的参考窗。
?VI?KVI?均匀 （3-23） ??VI?KVI?非均匀为了计算的方便，我们通过修正得到了下式VI的计算方式
21n*VI?1????Xi?X?ni?1?X?2?n???Xi?i?1n2?n?X??i? （3-24） ?i?1?2对于较少的参考窗，修正的VI比原始定义的VI具有较大的误差。但是并不影响对均匀场景和非均匀场景的判别。当参考窗的数目增加时，修正的VI越来越来趋近于原始的定义的VI。
门限KVI的确定是根据仿真得到，我们假设在参考窗中之一仅存在一个干扰目标，但干扰目标的信噪比足够小我们可以认为检测场景是均匀的，从而应该选取全窗用来计算门限值，如下图所示，我们定义纵坐标为选择全窗的概率，改变干扰目标的功率，通过多次大量的重复的仿真得到KVI与选择概率的一系列曲线图，这样我们就可以直观的选择KVI了。
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在干扰下门限Kvi的示意图10.90.80.7大于门限的概率 N=32M=10,000一个干扰SNR=2520150.60.50.40.30.20.10 0210-inf456810门限 Kvi12141618
图3-6 KVI与窗口选择概率曲线图
2.均值比统计变量(MR)的定义
正如下式所示，MR是用前窗的均值和后窗的均值之比来定义
MR?XAXB??Xii?A?Xi?Bi （3-25）
其中XA和XB分别对应于前导窗和后导窗的均值。在均匀检测场景中MR的概率密度函数是自由分布的。但是当前导窗内有干扰时MR的值会上升，当后导窗有干扰时，MR会下降。
通过比较MR和门限KMR及其倒数，我们可以做出如下的判定
?1?KMR?MR?KMR?同均值 （3-26） ??1?KMR?MR,MR?KMR?不同均值KMR的选择原理同上面KVI原则原理一致，这里就不给出具体的过程。 （1）参考窗的选择以及门限因子的确定
对于VI CFAR参考窗的选择使用是基于VI假设和MR假设，具体见下表。门限由所选窗的干扰功率估计和门限因子决定的一个量。门限因子有两种可能CN和CN2，其中N是有参考窗的长度决定。当全窗（前窗加后窗）被选择使用的时候我们用CN来计算。当只有半窗（取决于选择的结果）被选择使用的时候使用CN2作为门限因子来进行计算。窗口的长度可以结合进CN和CN2中这样我们就可以使用窗口参考单元之和?A,?B来
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直接进行计算门限了。其CN和CN2的取值有点类似单元平均恒虚警的门限因子
CN?Pfa?1N?1
CN2?Pfa?1?N2??1 （3-27）
Pfa为恒虚警率，N为参考窗的总长。实际上，这里的CN和CN2也只是一个简化的过程，由于窗口选择过程的在均匀场景中很少选错，选错的影响很小故可以这么使用，具体的分析见[6]。
表3-1 窗口选择的过程
前导窗 变化否？ 否 否 是 否 是 后导窗 变化否？ 否 否 否 是 是 均值 相同否？ 否 是 - - - VI-CFAR门限选择 等价CFAR 方式 CA-CFAR GO-CFAR CA-CFAR CA-CFAR SO-CFAR CN??AB CN2?Max??A,?B? CN2??B CN2??A CN2?Min??A,?B?
VI CFAR处理器由于结合三种均值类处理算法，它在处理目标遮蔽效应和杂波边缘效应的时候具有很好的性能，这也是我们设计的初衷。但是当目标处于杂波边缘的时候，这时候根据VI CFAR的选择逻辑选择使用单元平均选大的概率比较大，这导致会存在杂波边缘这波效应，这是我们不远意看见的。但是相比于GOCA SOCA其性能的显著提升，这点小缺陷我们是可以接受的。对于具体的VI CFAR在下一章对比分析中将会详细的介绍。
3.4 本章小结
处理器的方法有很多种，一种问题的出现引出了一种处理器的设计，正是由于雷达工作者孜孜不倦的精神，雷达事业蓬勃发展。我们也应该学习这种遇到问题解决问题的方法，在今后的学习工作中精益求精，这样我
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们的生活会变得更加的美好。上述两章中我们只是定性的介绍了一下CFAR处理的优缺点。而这种优缺点怎么去衡量至此还没有提出一个系统的方法，在本章中将验证恒虚警设计中恒虚警的验证，以及在这种场景中各种CFAR处理器性能的保持与恶化程度。
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