三角波调频信号参数快速精确估计方法

针对Radon-Ambiguity变换、解线性调频、最大似然估计以及短时傅里叶变换等三角波调频信号参数估计方法均无法兼顾运算量小和估计精度高的问题,提出了基于信号特征的最佳高斯窗短时傅里叶变换与分段相关解调相结合的参数估计方法。该方法根据信号特征求得最佳高斯窗进行短时傅里叶变换,估计出信号的中心频率和调制带宽;再使用分段相关解调确定信号的严格线性调频段,进而估计出信号的调制周期。理论分析和仿真表明,本文方法以较小的运算量大幅提升了三角波调频信号的参数估计精度,实现了三角波调频信号参数的快速精确估计。     

基于插值短时分数阶傅里叶变换-变权拟合的线性调频信号参数估计

针对低信噪比下线性调频（LFM）信号参数估计精度不高的问题,提出一种基于Rife插值短时分数阶傅里叶变换（STFRFT）-变权拟合（VWSF）方法。该方法利用STFRFT提高LFM信号的聚集性,实现对LFM信号瞬时频率的高精度估计,并通过VWSF进一步提高信号初始频率和调频率的估计精度。推导得到了初始频率和调频率估计的克拉美-罗限（CRLB）,分析了信号时长、滑窗次数等因素对CRLB的影响。仿真实验及海试结果表明,相比于传统基于短时傅里叶变换的估计方法,Rife插值STFRFT-VWSF方法具有更高的LFM信号参数估计精度。     

基于周期FRFT的对称三角LFMCW信号检测算法

对称三角线性调频连续波信号（STLFMCW）是一种常用的线性调频连续波信号,具有低截获概率性质。针对这一性质,提出了一种周期分数阶傅里叶变换（PFRFT）对对称三角线性调频连续波信号的检测算法;分析了对称三角线性调频连续波信号的PFRFT及其性质,并对无先验知识条件下的STLFMCW信号检测技术进行研究,给出了基于PFRFT的STLFMCW信号检测流程并进行性能分析仿真;仿真结果表明：该算法对STLFMCW信号有良好的检测性能,相比于FRFT,PFRFT更适合对STLFMCW信号进行处理。     

基于短时分数阶傅里叶变换的瞬时频率估计误差分析

信号的瞬时频率估计作为雷达信号处理的一项重要内容,对于目标的检测和识别起着重要作用。利用短时分数阶傅里叶变换具有更好时频分辨力的特点,分析了利用短时分数阶傅里叶变换对三次相位非线性调频信号进行瞬时频率估计的精度与窗函数、窗长间的关系。结果表明：当采用高斯窗时能够获得最高估计精度,且最佳窗长L与时宽和带宽积σ_tσ_f和信号调频率变化率k满足L=33σtσf/2k. 通过仿真实验验证了结论。     

基于分数阶傅里叶变换的线性调频脉冲信号波达方向估计

针对宽带线性调频脉冲信号的时宽与观测时宽不等的情况,基于分数阶傅里叶变换(FRFT)提出了一种新的中心频率估计方法,并据此对基于FRFT的MUSIC算法的波达方向(DOA)估计进行了改进。该算法利用线性调频信号在傅里叶变换域良好的能量聚集性,分析了脉冲信号中心频率随着脉冲信号在观测时间内位置的变化规律,并修正了中心频率估计的方法。在相应的分数阶傅里叶域,构造分数阶傅里叶域的方向向量,利用MUSIC算法进行DOA估计。数值仿真验证了该算法对方位估计的有效性,并仿真分析信噪比（SNR）和脉冲信号时间宽度对方位估计结果的影响。随着SNR的增大、脉冲信号时间宽度的增加,方位估计方差减小。     

基于模糊函数切割法的线性调频连续波引信抗干扰性能测度

在分析有源干扰机理和模糊函数理论的基础上,提出用模糊函数切割法测度线性调频连续波无线电引信的抗干扰性能。即根据引信的工作原理及其接收机的信号处理方法切割一定高度下的模糊图,计算截面面积来测度无线电引信的抗干扰性能,面积越小说明其抗干扰性能越强。通过对调频引信模糊函数切割图面积随其特征参数变化规律的研究,得出：相同的调制带宽下锯齿调频连续波引信的抗干扰性能强于对称三角调频连续波引信的抗干扰性能,且随着调制带宽增大,两者的抗干扰性能差距缩小;调制周期对两者的抗干扰性能影响较小。计算实例表明该方法客观、合理,且具育可计算性,可应用于工程实践。     

基于迭代搜索的线性调频脉冲信号参数估计方法

针对分数阶傅里叶变换无法对线性调频(LFM)脉冲信号实现脉冲宽度和带宽估计问题,提出了基于迭代搜索的LFM脉冲信号参数估计方法。该方法首先依据分数阶傅里叶变换求取的调频斜率,按chirp相乘思想对原始数据进行处理,得到一组新数据;然后对新数据从起始点到终止点迭代处理,得到一组能量与频率和时间有关的二维数据;最后对二维数据进行差分处理,得到一组能量变化关系图,实现对LFM脉冲信号脉冲宽度估计,并依据事先估计出的调频斜率,实现对LFM脉冲信号带宽估计。数值仿真验证结果表明,在分数阶傅里叶变换无法获取处理数据中LFM脉冲信号脉冲宽度和带宽时,该方法可对LFM脉冲信号宽度和带宽等参数实现有效估计,并对起始频率实现了校正。     

低信噪比下LFM-BPSK复合调制信号参数估计

ILFM-BPSK复合调制信号兼具线性调频信号(ILFM)与二相编码信号(BPSK)的优点,已经广泛应用于多种雷达中。提出了基于插值优化分数阶傅里叶变换(FRFT)和循环谱相关的参数估计算法。首先对ILFM-BPSK信号进行平方处理,将信号转化为倍频的ILFM信号,采用插值优化FRFT方法估计ILFM信号的起始频率和调频斜率,然后重构ILFM信号,并与原信号共轭相乘得到基带BPSK信号,最后采用循环谱相关技术提取BPSK信号的码速率。仿真实验表明,该参数估计算法能在低信噪比条件下精确估计信号参数。     

基于多普勒频差曲线特征识别的炸点控制方法

针对短时傅里叶变换在分析对空无线电引信目标多普勒信号频谱特征时频率分辨率不足的问题,提出基于多普勒频差曲线特征识别的炸点控制方法。该方法对多普勒信号进行短时傅里叶变换与离散时间傅里叶变换结合的时频分析,提取出多普勒频差曲线,并识别出曲线跳变点作为特征信号进行炸点精确控制。实测信号的仿真表明,该算法比短时傅里叶变换算法提取的频率更加精确,反应出更丰富的弹目交会信息,可有效提高引信精确炸点控制性能,有一定实用价值。     

未知包络多分量线性调频脉冲信号参数估计

针对雷达侦察中的未知包络线性调频（LFM）信号参数估计问题,基于时频分析与相干积累,提出了脉冲数、调频率、中心频率、时延和脉宽参数的估计方法。利用时频分析对脉冲数与调频率进行粗估计,结合分数阶傅里叶变换（FRFT）完成脉冲数与调频率精估计;进行局部相干积累,提取中心频率、时延和脉宽。仿真分析表明：多分量LFM信号中的强脉冲可能对弱脉冲信号的参数估计产生干扰。针对该问题,在FRFT域对强脉冲进行了遮蔽处理。推导了估计参数的克拉美劳下界,并对估计误差进行了分析,结果表明：对于多分量LFM脉冲信号,遮蔽强脉冲信号后,弱脉冲信号的脉宽估计精度可显著提高。     

基于希尔伯特变换的干涉仪信号处理

微波干涉仪是测量常规武器内弹道参数的重要设备,传统的雷达信号处理方法主要使用短时傅里叶变换,不能兼顾时间和频率分辨率。因此,提出一种基于希尔伯特变换的算法,该算法能够获得更高的时间分辨率和测量精度。该算法利用希尔伯特变换获得精确的相位信息,并利用相位与弹丸行程存在的线性关系,计算出弹丸的行程。通过对小口径火箭弹的微波干涉仪实测数据的分析,结果证明基于希尔波特变换的干涉仪信号处理方法与基于短时傅里叶变换的处理方法相比,具有更高的时域分辨率。     

一种对称三角线性调频连续波雷达的校正算法

FFT变换的分辨率和栅栏效应会对系统测速、测距精度造成影响,实际应用中需要对线性调频连续波(LFMCW)雷达回波处理结果进行频域校正。分析了对称三角线性调频连续波雷达二维FFT测距、测速以及去耦合原理,提出了一种频域校正方法,该方法对雷达回波信号进行二维信号处理并对信号处理结果分别进行校正,消除了多普勒频移不敏感目标的距离速度耦合现象和FFT变换栅栏效应对系统测量精度的影响,从而提高测距、测速精度。仿真和试验结果证明了算法的有效性。     

弹丸在膛内运动的回波信号瞬时频率估计方法研究

微波干涉仪可获取含内弹道运动信息的多普勒回波信号,为有效地估计回波信号的瞬时频率,利用短时傅里叶变换、Wigner-Ville变换、多项式调频小波变换（PCT）等方法对含有不同噪声的模拟弹丸回波信号和真实的弹丸回波信号进行分析和对比。研究结果表明：多项式调频小波构造匹配变换核的PCT方法时频聚集性最好,瞬时频率估计精度最高,并具有一定的抗干扰能力,说明PCT方法适合于弹丸在膛内运动回波信号的瞬时频率估计。     

一种新的线性调频脉冲信号参数估计算法

在采用传统Wigner-Ville-Hough变换(WVHT)进行线性调频脉冲信号检测和参数估计的过程中,当观测数据具有多个线性调频脉冲周期时,在估计参数真值处的输出信噪比不能因为观察时间的增加而变好,反而会在时频变换图中出现多个峰值,影响信号参数的估计性能。为此,研究了一种基于周期WVHT（PWVHT）的线性调频脉冲信号参数估计方法,给出通用信号的PWVHT公式并推导了线性调频脉冲信号的PWVHT公式,分析PWVHT输出信号的信噪比与观测时间和样本信号信噪比的关系,采用MATLAB对PWVHT进行线性调频脉冲信号参数估计的误差进行了仿真。仿真结果表明：在对多线性调频脉冲分量信号进行参数估计时,PWVHT的性能更优。在采用传统Wigner-Ville-Hough变换(WVHT)进行线性调频脉冲信号检测和参数估计的过程中,当观测数据具有多个线性调频脉冲周期时,在估计参数真值处的输出信噪比不能因为观察时间的增加而变好,反而会在时频变换图中出现多个峰值,影响信号参数的估计性能。为此,研究了一种基于周期WVHT（PWVHT）的线性调频脉冲信号参数估计方法,给出通用信号的PWVHT公式并推导了线性调频脉冲信号的PWVHT公式,分析PWVHT输出信号的信噪比与观测时间和样本信号信噪比的关系,采用MATLAB对PWVHT进行线性调频脉冲信号参数估计的误差进行了仿真。仿真结果表明：在对多线性调频脉冲分量信号进行参数估计时,PWVHT的性能更优。     

基于多重信号分类法的线性调频差频频率估计

针对傅里叶方法估计线性调频连续波差频信号频率在小尺度上精度低的缺陷,提出利用多重信号分类法(Multiple Signal Classification,MUSIC)估计差频信号频率.该方法在频域上对自相关功率谱进行信号和噪声的空间分解,利用信号空间和噪声空间的正交性,完成对信号频率的超分辨估计.仿真计算和实验室测试表...     

一种双调制率调频引信抗DRFM干扰方法

现代战场电磁环境日趋复杂,数字射频存储(DRFM)干扰对调频引信的战场生存能力构成了严重威胁。在分析DRFM干扰下调频引信失效机理的基础上,设计了以双调制频率随机跳变的三角波线性调频信号作为发射波形的调频引信抗DRFM干扰方法。理论分析了目标回波与DRFM干扰下中频输出信号特征差异,设计了基于快速傅里叶变换(FFT)的谐波时序检测算法判别目标,并完成了硬件实现。半实物仿真结果表明,该方法可以在精确定距的同时,提高调频引信抗DRFM干扰性能。     

线性调频信号参数估计快速算法

分析了线性调频（LFM）信号Fourier变换幅度谱的表达式,并分析了其幅度最大值对应的频率,提出了以两次FFT为基础的LFM信号参数估计方法;为了提高信号低信噪比情况下参数估计精度,提出了一种非对称加窗方法。仿真和实验结果表明了该算法的有效性。     

时频分析及曲线拟合在引信信号检波中的应用

为了实现引信炸点的选择和控制,提高引战配合性能,提出了结合短时傅里叶变换以及曲线拟合估计理论提取回波信号中有效信息的方法。该方法采用短时傅里叶变换对电磁引信回波信号进行包络解调,并利用3次多项式对包络曲线拟合,大大抑制了原曲线中存在的噪声,突出了信号在时频域上的特征,能够精确估计出雷目交汇最近点时刻。仿真结果表明,该方法估计精度高。     

多跳频信号参数估计时频分析算法

为了解决噪声及干扰环境下多跳频信号参数估计难度大的问题，提出一种多跳频信号参数估计时频分析算法。首先对信号进行短时傅里叶变换得到时频图像，针对不同干扰的时频分布特点，通过能量对消、自适应阈值法、形态学滤波消除各类干扰影响，实现跳频信号的提取；通过区域联通标记算法标记各个跳频簇，并通过各跳频簇时长实现多跳频信号分选。利用改进的PAM聚类算法，完成跳频频率和跳频周期的估计。仿真实验表明，与通过提取时频脊线方式进行参数估计的算法相比，该算法具有更高的估计精度，同时能够准确分选出多跳频信号，在各类干扰影响下，仍具有较高的估计精度。     

基于FRFT循环处理的LFM-PRBC雷达信号截获与特征提取

针对线性调频-伪码调相复合调制雷达信号(LFM-PRBC)的截获与特征提取问题,提出分数阶傅里叶变换(FRFT)循环处理方法,信号在FRFT循环域(CFRFD)实现能量积累形成峰值。通过CFRFD搜索峰值检测信号,提取线性调频载频和带宽,二相编码码元宽度和伪码位数等参数。通过CFRFD时频滤波重构复合信号,利用相关变换提取信号的伪码相位信息。经过理论分析和计算机仿真验证,该方法能有效完成高斯白噪声背景下低信噪比复合调制雷达信号的截获与特征提取。