本文是對(duì)單頻信號(hào)頻譜檢測方法的仿真實(shí)驗(yàn)。主要對(duì)比了理論檢測概率、統(tǒng)計(jì)檢測概率和CA-CFAR檢測概率隨信噪比變化的曲線。

值得注意，CA-CFAR檢測方法在檢測單頻信號(hào)時(shí)，具有較高的檢測概率。當(dāng)信號(hào)具有一定帶寬時(shí)，參考頻點(diǎn)中會(huì)引入信號(hào)成分，這將使得噪聲功率估計(jì)值偏高，CA-CFAR檢測方法的檢測概率將會(huì)急劇惡化。這里僅討論單頻信號(hào)檢測。

實(shí)驗(yàn)1：已知噪聲功率為1，對(duì)比理論檢測概率與統(tǒng)計(jì)檢測概率。FFT點(diǎn)數(shù)為1024，虛警概率為1e-3, 信噪比從-30dB到10dB變化。

單頻信號(hào)的頻率位于第128個(gè)頻點(diǎn)處。蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)1000次。檢測概率隨信噪比的變化曲線如下圖所示。由圖可知，理論檢測概率與統(tǒng)計(jì)檢測概率非常接近，可驗(yàn)證前述公式推導(dǎo)的正確性。

實(shí)驗(yàn)2：噪聲功率未知，采用CA-CFAR估計(jì)噪聲功率，對(duì)比理論檢測概率與CA-CFAR檢測概率。FFT點(diǎn)數(shù)為1024，虛警概率為1e-3, 信噪比從-30dB到10dB變化。單頻信號(hào)的頻率位于第128個(gè)頻點(diǎn)處，參考頻點(diǎn)個(gè)數(shù)為16和64。

蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)1000次。當(dāng)參考頻點(diǎn)個(gè)數(shù)為64時(shí)，理論檢測概率與CA-CFAR檢測概率隨信噪比的變化曲線如圖所示。由圖可知，當(dāng)檢測單頻信號(hào)時(shí)，CA-CFAR的檢測概率與理論檢測概率非常接近。

當(dāng)參考頻點(diǎn)個(gè)數(shù)為16時(shí)，理論檢測概率與CA-CFAR檢測概率隨信噪比的變化曲線如圖所示。由圖可知，當(dāng)檢測單頻信號(hào)時(shí)，CA-CFAR的檢測概率略低于理論檢測概率。

由此可知，參考頻點(diǎn)個(gè)數(shù)的選取會(huì)影響CA-CFAR的檢測概率。在高斯白噪聲環(huán)境下，當(dāng)檢測單個(gè)單頻信號(hào)時(shí)，增加參考頻點(diǎn)個(gè)數(shù)，可提高檢測概率，但不管怎么選擇參考頻點(diǎn)個(gè)數(shù)，CA-CFAR的檢測概率都不會(huì)超過理論檢測概率。

審核編輯：劉清