[发明专利]一种基于短时分数阶傅里叶变换的跳频信号的参数估计方法

摘要

本发明公开了一种基于短时分数阶傅里叶变换的跳频信号的参数估计方法，其特征是，包括如下步骤：1）对采集到的跳频信号作短时分数阶傅里叶变换；2）得到矢量；3）小波变换；4）计算的均值、求其幅值；5）得到跳频周期；6）找出时频脊线；7）对时频脊线求差分；8）得到脉冲序列；9）得到跳变时刻的估计值；10）得到跳变频率。这种方法能抑制交叉项干扰，能提高跳频参数估计的时频分析精度。

主权项

1.一种基于短时分数阶傅里叶变换的跳频信号的参数估计方法，其特征是，包括如下步骤：1)对采集到的跳频信号x(n)作短时分数阶傅里叶变换：对采集到的跳频信号x(n)作短时分数阶傅里叶变换，p阶短时分数阶傅里叶变换STFRFT_x,p(n,u)可表示为公式(1)：核函数K_p(τ,u)为公式(2)：其中，g(τ)为窗函数，2)得到矢量y(n)：计算STFRFT_x,p(n,u)沿着时间轴上每个时刻n的最大值，得到矢量y(n)为公式(3)：3)小波变换：对矢量y(n)作小波变换，得到小波变换后的时域信号CWT(n,u)；4)计算CWT(n,u)的均值、求其幅值：计算CWT(n,u)的均值，去掉直流分量，并求其幅值，得到y₁(n)为公式(4)：y₁(n)＝abs{CWT(n,u)‑mean(CWT(n,u))}  (4)；5)得到跳频周期：对幅值序列y₁(n)作傅里叶变换，即可估计得到跳速fh，由此可估计得到跳频周期6)找出时频脊线：找出步骤2)得到的最大值矢量y(n)所在的位置loc(n)，即时频脊线为公式(5)：其中，f_s为采样频率，N_f为频点数；7)对时频脊线求差分：对时频脊线loc(n)求一次差分，得到差分序列d₁(n)为公式(6)：d₁(n)＝abs(diff(loc(n)))  (6)；8)得到脉冲序列：对差分序列d₁(n)进行去噪处理，得到脉冲序列d₂(n)，即峰值位置，得到符合条件的脉冲序列d₃(n)；9)得到跳变时刻的估计值：时频脊线上长度近似相等的短横线对应的是跳频频率持续的时间，依据差分序列d₃(n)求得跳变时刻的估计值fh_tiao为公式(7)：fh_tiao＝[d₃(n)+1]/f_s  (7)；10)得到跳变频率：依据步骤5)已估计得到跳频周期在每一跳范围内，沿着时间轴将每个频率上的STFRFT_x,p(n,u)值累加，找到最大值对应的频率坐标，则可以得到该段信号的归一化频率，转换成该跳周期对应的实际频率为公式(8)：