[发明专利]一种民航飞机散射信号多普勒频率估计方法

摘要

本发明属于无线电信号处理技术领域，提供一种飞机散射信号多普勒频率提取方法。其特征是首先将采集信号进行分段处理，其次采用两级高斯加权分数阶傅里叶变换进行多普勒中心频率及多普勒频率变化率的估计；然后根据估计得到的多普勒频率变化率进行初步修正，再根据估计得到的多普勒中心频率进行二次修正；最后根据采样频率等信息实现瞬时多普勒频率的估计。实验证明本发明算法性能良好，在低信噪比情况下能够获得多普勒频率的有效估计。

主权项

一种飞机散射信号处理中高精度多普勒频率的估计方法，其特征在于具有如下步骤：A.将采集得到的数据分解成固定长度为T的M段数据；B.对每段数据采用高斯加权分数阶傅里叶变换进行多普勒频率估计；具体步骤如下：B1.采用高斯加权函数进行加权，形式为设置参数c选择加权函数形状，设置参数c的范围为2≤c≤4；B2.粗遍历，设置分数阶傅里叶变换参数区间p∈[0,2]，遍历步长为0.01；B3.粗估计，搜索B2结果的模平方最大值对应分数阶傅里叶域位置(p1,u1)，设定B4中精细遍历区间[p2,p3]，其中p2＝max(0,p1‑0.1)，p3＝min(p1+0.1,2)；B4.精细遍历，由B3中设定的遍历区间，设置遍历步长为0.001；B5.参数估计，搜索B4结果的模平方最大值对应分数阶傅里叶域位置(p4,u4)，根据下式实现分段时间内多普勒频率的中心频率和多普勒频率变化率的估计μ^m=-12πcot(12p4π)f^m=12πu4csc(12p4π)]]>C.对多普勒频率进行后处理；具体步骤如下：C1.依据民航飞机的先验信息设置多普勒频率变化率的阈值Th1；C2.根据多普勒频率变化率对估计结果进行初步修正；包含以下步骤：C21.搜索得到B5中小于C1步骤中阈值的第一个时间位置，开始遍历；C22.如果则C23.如果则C3.对C2中结果依据多普勒频率估计进行再次修正；包含以下步骤：C31.对多普勒频率估计进行一阶差分C32.设定阈值Th3，Th4，搜索C31中差分结果中大于阈值Th3的峰值，如果相邻峰值异号且峰值间距离小于阈值Th4，进行C33中修正，否则保留；C33.设定C32中两峰值位置为ti和ti+1，则求得多普勒频率均值为利用与对多普勒频率及其变化率进行修正，其中m＝ti+1,…,ti+1；C4.根据采样率以及C3中结果得到每个时间点的瞬时多普勒频率。