[发明专利]基于分数阶傅里叶域滤波的多分量线性调频信号参数估计方法

说明书

本申请涉及一种基于分数阶傅里叶域滤波的多分量线性调频信号参数估计方法。所述方法包括：根据预先获取的外辐射源直达波，建立线性调频信号的参数模板库，然后当接收到回波信号时，根据各个线性调频信号分量的模板脉冲宽度，确定观测帧长度，在所述参数模板库中进行匹配，得到回波信号中各个线性调频信号分量的实时脉冲宽度和实时调频斜率，针对每个匹配的线性调频信号分量，根据上升沿时间确定线性调频信号分量的脉冲到达时间，以及确定线性调频信号分量的实时中心频率，输出多分量线性调频信号中各个线性调频信号分量的脉冲到达时间、实时脉冲宽度、实时调频斜率以及实时中心频率。采用本方法能够准确估计出每个线性调频信号分量参数。

技术领域

本申请涉及雷达信号处理技术领域，特别是涉及一种基于分数阶傅里叶域滤波的多分量线性调频信号参数估计方法。

背景技术

在越来越强调电子系统隐蔽攻击和硬杀伤功能的驱使下，无源探测技术为对空间目标隐蔽探测和精确定轨提供了十分重要的手段。基于非合作雷达辐射源的无源雷达系统通过估计接收到的非合作辐射源发射的直达波信号的参数，构建匹配滤波器，检测和分析目标反射辐射源发射的信号能量，从而实现对目标的定位和跟踪。因此，准确快速的估计出非合作辐射源直达波的参数是无源雷达完成检测和跟踪任务的前提。

LFM信号是一种应用非常广泛的非平稳外辐射源信号，LFM信号的低截获概率特性也是其广泛应用在各个雷达体制中的重要原因。本发明研究的非合作外辐射源信号为LFM信号，针对LFM信号参数估计问题，目前国内外已有许多理论成熟的算法，但大都无法直接应用于工程实践，目前工程上应用较多的方法主要有基于最大似然估计的模板匹配方法，即通过构造参数模板对回波信号进行dechirp，但该方法不适用于解决多分量问题；另一类方法是基于时频图像的方法，然而对于线性的时频变换如短时傅里叶变换不适用于低噪声背景(SNR0dB),时频分辨率较低，双线性变换如魏格纳分布又受交叉项影响。因此工程上，对于多分量LFM信号尤其是时频混叠且时间不同步的多分量LFM信号缺少高效准确的估计算法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决多分量线性调频信号的参数估计不准确问题的基于分数阶傅里叶域滤波的多分量线性调频信号参数估计方法。

一种基于分数阶傅里叶域滤波的多分量线性调频信号参数估计方法，所述方法包括：

根据预先获取的外辐射源直达波，建立线性调频信号的参数模板库；所述参数模板库中包括：所述线性调频信号对应各个线性调频信号分量的模板参数；所述模板参数包括：模板调频斜率、模板脉冲宽度以及模板中心频率；

当接收到回波信号时，根据各个线性调频信号分量的所述模板脉冲宽度，确定观测帧长度；

根据所述模板调频斜率设置分数阶傅里叶变换的阶数，对所述观测帧进行所述阶数的分数阶傅里叶变换，得到出现线性调频信号分量对应的特征参数的实时连续观测帧长度；

根据所述实时连续观测帧长度，在所述参数模板库中进行匹配，得到回波信号中各个线性调频信号分量的实时脉冲宽度和实时调频斜率；

针对每个匹配的线性调频信号分量，对实时连续观测帧长度的起始帧进行逆分数阶傅里叶变换，根据上升沿时间确定所述线性调频信号分量的脉冲到达时间；

获取所述实时连续观测帧长度中任意一帧的起始时间以及直线中心频率；

根据所述观测帧长度、所述脉冲到达时间、所述实时调频斜率、所述实时脉冲宽度、任意一帧的起始时间以及直线中心频率，确定线性调频信号分量的实时中心频率；

输出多分量线性调频信号中各个线性调频信号分量的脉冲到达时间、实时脉冲宽度、实时调频斜率以及实时中心频率。