Études et analyse d’un nouveaux détecteur CMAP-CFAR utilisant la transformée de Gabor

Abstract

Résumé Un avantage majeur des systèmes radars haute fréquence (HF) est qu'ils ne sont pas affectés par la météo, les nuages ou l'évolution des conditions océaniques. En plus des tâches courantes de détection de cible et de suivi, ce type de radars est aussi fréquemment utilisé dans les applications marines et côtières pour surveiller les courants de surface de l'océan, les vagues et la direction du vent. Cependant, en raison de la très grande longueur d'onde et la faible résolution en distance, les radars métriques détectent les cibles, mais ils ne peuvent pas les distinguer s'il y en a plus qu’une à la même cellule de référence. Afin de remédier à ces inconvénients, nous proposons un nouveau système de détection radar qui permet d'améliorer les performances et maintenir un taux constant des fausses alarmes en introduisant les outils d’analyse temps-fréquence. En premier lieu, nous cherchons s'il y a une ou plusieurs cibles à l'intérieur du volume de confusion en utilisant un détecteur basé sur la transformée de Gabor. Ce dernier n’est alors plus lié au choix du modèle de milieu et peut servir dans toutes les conditions du fouillis. Notre solution permet d'obtenir une forme gaussienne quel que soit le type de distribution des échos radar. En raison de la longue période de traitement nécessaire par l'analyseur temps-fréquence, nous utilisons d'abord la carte de fouillis CFAR pour détecter des cibles de sorte que la transformée de Gabor traite uniquement les cellules de référence significatives. Les résultats obtenus montrent que l’utilisation de l'analyse temps-fréquence permet d'améliorer les performances des détecteurs CFAR en réalisant une meilleure résolution en distance et angulaire, avec une diminution considérable du nombre de fausses alarmes.

ABSTRACT A major advantage of high frequency (HF) radar systems is that they are not affected by weather, clouds or changing ocean conditions. In addition to routine target detection and tracking tasks, this type of radar is also frequently used in marine and coastal applications to monitor ocean surface currents, waves and wind direction. However, because of the very long wavelength and the low distance resolution, metric radars detect targets, but they cannot distinguish them if there is more than one at the same reference cell. In order to remedy these disadvantages, we propose a new radar detection system that improves performance and maintains a constant rate of false alarms by introducing time-frequency analysis tools. First, we look for one or more targets within the confusion volume using a Gabor-based detector. The latter is then no longer linked to the choice of the model of environment and can be used in all the conditions of the clutter. Our solution allows obtaining a Gaussian form whatever the type of distribution of the radar echoes. Due to the long processing time required by the time-frequency analyser, we first use the CFAR clutter map to detect targets so that the Gabor transform treats only the relevant reference cells. The obtained results show that the introduction of time-frequency analysis allows improving the performance of CFAR detectors by achieving better angular and distance resolution, with a considerable decrease in the number of false alarms.

ملخص هي أنها لا تتأثر بالطقس والسحب أو تغير أحوال (HF) إن الميزة الرئيسية لأنظمة الرادار عالية التردد المحيطات. بالإضافة إلى المهام المشتركة للكشف عن الأهداف وتتبعها، يستخدم أيضا هذا النوع من الرادارات في كثير من الأحيان في التطبيقات البحرية والساحلية لمراقبة التيارات لسطح المحيط والأمواج واتجاه الرياح. ولكن نظرا لطول الموجة والدقة المنخفضة، فإن الرادارات المترية تكشف الأهداف، ولكنها لا تستطيع التمييز بينها إذا كان هناك أكثر من إشارة واحدة في نفس الخلية. للتغلب على هذه العوائق، نقترح نظام كشف الرادار الجديد الذي يحسن من الأداء ويحافظ على معدل ثابت من الإنذارات الكاذبة من خلال إدخال أدوات تحليل وقت-التردد. بداية، كما يمكننا .(Gabor) نسعى إلى الكشف إذا كان هناك هدف واحد أو أكثر في الخلية الواحدة باستخدام كاشف غابور استخدام هذا الأخيرفي جميع ظروف التشوش. إذ يوفر حلنا هذا شكلا ثابتا للإشارة القادمة إلى الرادار مهما كان نوع التشويش. ونظرا إلى الفترة الطويلة من المعالجة التي يأخذها محلل "وقت-التردد"، علينا أولا استخدام للكشف عن الأهداف المجمعة في الخلية الواحدة ثم يأتي دور كاشف غابور )CMAP-CFAR( بطاقة فوضى ثانيا، لمعالجة الخلايا التي تحوي الإشارات الهامة فقط. العادي تحسن كبير في أداء CFAR أظهرت النتائج أن إدخال تحليل "وقت-التردد" على كاشف ال أجهزة الرادار بصفة عامة، من خلال التوصل إلى أفضل قياس زاوي ومسافة بين الأهداف مع انخفاض كبير في عدد الإنذارات الكاذبة.