Taxa constante de falsos alarmes

Detecção por taxa de falsos alarmes constante , CFAR (taxa de falsos alarmes constante) refere-se a uma forma tradicional de algoritmo adaptativo utilizado em radares para isolar o sinal de retorno a partir de um alvo de um ruído de interferência importante e interferência.

Existem também outros algoritmos de detecção que não são adaptativos. Às vezes falamos de detectores clarividentes .

Princípio

Em um receptor de radar convencional, o eco de retorno do alvo é recebido pela antena, amplificado, mixado para diminuir sua frequência e então passado por um detector para separar o envelope do sinal. Este envelope é proporcional à potência do eco recebido e contém o sinal desejado do eco e sinais indesejados, como ruído do receptor, fantasmas e interferência eletromagnética.
A função do circuito de taxa de alarme falso constante é determinar o limite de potência acima do qual cada eco recebido pode ser considerado como vindo de um alvo real. Se o limite for muito baixo, mais alvos serão detectados, mas o número de alertas falsos aumentará. Por outro lado, se o limite for muito alto, haverá menos alertas falsos, mas menos alvos prováveis ​​serão detectados. Na maioria dos casos, o limite é escolhido para ser compatível com uma determinada taxa de alarmes falsos ou por um tempo t entre dois alarmes falsos.

Se a área na qual os alvos devem ser detectados for estável no tempo e no espaço, um limite fixo pode ser usado para uma certa probabilidade de alarmes falsos. Este limite é determinado pela função de densidade de probabilidade de ruído, que geralmente é considerada Gaussiana . A probabilidade de detecção é então uma função da relação sinal / ruído do eco refletido pelo alvo. No entanto, para a maioria dos sistemas de campo, as fontes de interferência ou fantasmas fazem com que o nível de ruído varie no espaço e no tempo. Nesse caso, será necessário usar um sistema de limite variável no qual o limite pode ser aumentado ou diminuído para manter uma probabilidade fixa de alarmes falsos. Este sistema é conhecido como "  detecção de taxa constante de falsos alarmes (CFAR)  ".

Limiar variável CFAR

Na maioria dos sistemas com limite variável, detecção CFAR , o limite é calculado estimando o nível do ruído de fundo em torno da célula testada ("Célula em teste" - CUT). Para isso, pegamos uma série de células ao redor da que está sendo testada e calculamos o nível de potência médio. Para evitar que os resultados sejam distorcidos pela potência recebida no CUT, as células imediatamente adjacentes são eliminadas do cálculo. Um alvo é considerado presente no CUT se seu sinal for maior que as células adjacentes e o nível de potência médio calculado. Este sistema de cálculo bastante simples é chamado de “  célula-média CFAR  ”, CA - CFAR (CFAR por célula média).

Outros sistemas baseiam-se no cálculo de médias respectivamente para as células situadas à direita e à esquerda da CUT considerada. Os valores mais alto e mais baixo são integrados respectivamente para melhorar a detecção no caso de alguém estar perto de uma fonte de interferência.

Abordagens mais sofisticadas

Existem algoritmos mais sofisticados que permitem adaptar automaticamente o limiar de detecção, integrando de forma rigorosa as estatísticas do espaço em que o alvo deve ser detectado. Este sistema é bastante comum na marinha onde o espaço é muito mutável (fantasmas devido a ondas, meteoros , etc.) e, portanto, mal modelado pelo ruído branco gaussiano . Este é um problema muito delicado porque é difícil diferenciar um eco retornado pela superfície do mar daquele retornado por um periscópio submarino, por exemplo.

Veja também

Referências

Notas

  1. Gini, Greco e Farina, Detecção de sinal clarividente e adaptativa em desordem não gaussiana: uma interpretação de limite dependente de dados , IEEE Trans. Sig. Proc., Junho de 1999.
  2. Principalmente ecos do solo, mar, chuva, animais e insetos, iscas anti-radar e turbulência atmosférica.
  3. Interferência eletromagnética é um distúrbio que afeta um circuito eletrônico devido à radiação eletromagnética emitida por uma fonte externa. A perturbação pode interromper, obscurecer ou, no limite, degradar o desempenho do circuito eletrônico. A fonte pode ser qualquer objeto, feito pelo homem ou natural, que é o local de mudanças rápidas nas correntes elétricas, como um circuito elétrico, o sol ou a aurora boreal. (fr)  Sobre este assunto, você pode consultar o artigo da Wikipedia em inglês: Interferência eletromagnética .Documento usado para escrever o artigo