[发明专利]二次多项式调频信号参数估计方法

说明书

本发明公开了一种二次多项式调频信号参数估计方法，步骤包括：获取二次多项式调频信号并进行第一次差分得到第一信号，求取第一信号的载频后，用第一信号的载频估计二次多项式调频信号的带宽，得到带宽估计值；对第一信号进行第二次差分得到第二信号，求取第二信号的载频后，用第二信号的载频和带宽估计值估计二次多项式调频信号的调频系数，得到调频系数估计值；根据调频系数估计值生成目标信号，求取目标信号和二次多项式调频信号相乘的乘积信号的载频作为起始频率估计值，根据带宽估计值和起始频率估计值计算得到载频估计值。本发明估计性能高，且工程实现复杂度低。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种二次多项式调频信号参数估计方法。

背景技术

目前，雷达领域经常使用的信号形式有线性调频信号以及一些非线性调频信号。其中非线性调频信号具有失配损失小的重要优点，其检测及参数估计在雷达通信领域有着广泛的应用背景，是当前雷达通信及声呐信号处理研究的热点问题。

多项式调频信号(PPS)是一种典型的非线性调频信号，其具有截获了低、距离分辨率高等特点，使得其在雷达、声呐等领域得到了广泛的应用。针对二次多项式调频信号参数估计，学者们提出了很多算法，这些算法主要可分为线性算法和非线性算法。线性算法主要包括最大似然估计、量化类方法、理算调频傅里叶变换以及基于线性正则变换的参数估计算法。虽然线性算法能获得较好的估计性能，并且没有交叉项的影响，但是该类算法复杂度较高。非线性算法相对线性算法来说计算复杂度较低，其得到了广泛应用。根据处理方式的不同，二次多项式调频信号参数估计方法大致为了两类：立方相位函数类和三阶NPD类。非线性算法虽说相比线性类算法复杂度得到了降低，但是随着其估计精度的增加，其算法复杂度也会同步增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：降低二次多项式调频信号参数估计的算法复杂度。

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种二次多项式调频信号参数估计方法，估计性能高，且工程实现复杂度低。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种二次多项式调频信号参数估计方法，包括以下步骤：

S1)获取二次多项式调频信号并进行第一次差分得到第一信号，求取第一信号的载频后，用第一信号的载频估计二次多项式调频信号的带宽，得到带宽估计值；

S2)对第一信号进行第二次差分得到第二信号，求取第二信号的载频后，用第二信号的载频和带宽估计值估计二次多项式调频信号的调频系数，得到调频系数估计值；

S3)根据调频系数估计值生成目标信号，将目标信号和二次多项式调频信号相乘得到乘积信号，求取乘积信号的载频作为起始频率估计值，根据带宽估计值和起始频率估计值计算得到载频估计值。

进一步的，步骤S1中第一次差分的差分距离为二次多项式调频信号原始长度的一半，步骤S2中第二次差分的差分距离为第一信号长度的一半。

进一步的，步骤S3中目标信号的表达式为：

上式中，e表示自然常数，j表示虚数，a_e和b_e分别为调频系数a和调频系数b的估计值。

进一步的，步骤S1中求取第一信号的载频使用第一算法，包括以下步骤：对信号首尾共轭相乘得到单频信号，对单频信号进行傅里叶变换得到频谱，将频谱最大值所在位置的频率的一半作为信号的载频；

步骤S2中求取第二信号的载频和步骤S3中求取乘积信号的载频均使用第一算法，包括以下步骤：对信号进行傅里叶变换得到频谱，将频谱最大值所在位置的频率作为信号的载频。