MATLAB实现基于可调信噪比正弦拍频FFT的CA-CFAR检测性能验证系统

资 源 简 介

本项目提供完整的信号检测仿真方案，支持合成可调信噪比的正弦拍频信号，通过FFT频域分析和CA-CFAR算法实现恒虚警率检测，适用于雷达信号处理性能验证与算法研究。

详 情 说 明

基于可调信噪比正弦拍频FFT的CA-CFAR检测性能验证系统

项目介绍

本项目构建了一套完整的信号检测仿真系统，旨在验证单元平均恒虚警率（CA-CFAR）检测算法在不同信噪比条件下的性能表现。系统通过合成带有可调高斯白噪声的正弦拍频信号，并对其进行快速傅里叶变换（FFT）处理以获取频域特征，进而应用CA-CFAR算法实现目标信号的自动检测。通过蒙特卡洛仿真，系统能够量化分析检测概率、虚警概率等关键性能指标随信噪比的变化规律，为雷达、声呐等信号处理系统的设计提供评估依据。

功能特性

• 信号合成：支持生成参数可调的正弦拍频信号，并可灵活控制叠加高斯白噪声的信噪比水平
• 频域分析：采用FFT变换将时域信号转换为频域功率谱，有效提取信号频谱特征
• CA-CFAR检测：实现标准CA-CFAR检测算法，提供参考单元、保护单元及虚警概率阈值等参数配置接口
• 性能评估：支持在给定信噪比范围内进行多点测试，通过多次蒙特卡洛仿真统计检测概率与虚警概率
• 结果可视化：提供时域信号、频域谱图、检测结果以及性能曲线（如检测概率曲线、ROC曲线）的图形化展示
• 量化输出：生成检测概率数值表及算法运行时间统计，便于进行定量分析与比较

使用方法

1. 参数配置：运行前，需在指定区域设置信号参数（基频频率、拍频间隔、持续时间）、噪声参数（信噪比范围、噪声类型）、检测参数（参考/保护单元数、虚警概率阈值）以及仿真参数（信噪比测试点数、蒙特卡洛次数）。
2. 执行仿真：启动主程序，系统将自动依次完成信号生成、FFT分析、CA-CFAR检测及性能评估流程。
3. 结果查看：程序运行结束后，将自动显示生成的各类图表，包括信号时频域波形、CFAR检测门限及性能曲线。同时，命令行窗口将输出检测概率表格等量化结果。

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 内存建议：不小于 4 GB（对于大规模蒙特卡洛仿真，建议 8 GB 以上）
• 硬盘空间：不小于 500 MB 可用空间

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能模块，包括：正弦拍频信号的生成与噪声叠加、信号的快速傅里叶变换与功率谱计算、单元平均恒虚警检测算法的实现与门限自适应估计、基于蒙特卡洛方法的检测性能统计与分析，以及最终结果的可视化展示与数据输出。该文件通过协调各模块的执行流程，完成从信号合成到性能评估的完整仿真链路。