一种多分量LFM信号的精确检测与分离方法技术

本发明专利技术提供一种多分量LFM信号精确检测与分离方法，包括：第一步：对接收信号进行FrFT，搜索能量聚集峰值及对应分数阶Fourier域，进行信号分量的粗检测；第二步：对信号进行DVWL‑FB级数展开，确定DVWL‑FB系数的最小值及最大值系数确定系数区间，通过该区间上系数幅值特性不断更新区间，进行信号检测修正；第三步：提取最终划分区间的DVWL‑FB系数进行信号重构；对重构信号进行IFrFT，得到时频域上的原始单分量信号。循环步骤一至二，直到不存在明显的能量聚集峰值。该方法能够在低信噪比条件下，对频率相近的多分量LFM信号实现精确检测和有效分离，在信号检测正确性、信号分离精度以及低信噪比鲁棒性等方面具有明显优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号与信息处理技术，具体涉及一种多分量LFM信号的精确检测与分离方法。
技术介绍
随着大规模复杂雷达系统投入使用，电磁环境日益复杂，大量雷达脉冲交叠从而形成多分量线性调频(Linearfrequencymodulated,LFM)信号。多分量LFM信号有效检测和分离作为雷达信号有效识别与参数提取的关键问题，在现代电子对抗侦察系统中受到越来越多的重视。多分量LFM信号的检测和分离主要分为参数化方法和非参数化方法，其中非参数化方法主要基于时频分布。巴尔巴罗萨(BARBAROSSAS.)等首先在《AnalysisofmulticomponentLFMsignalsbyacombinedWigner-Houghtransform.》(IEEETransactionsonSignalProcessing,1995,43(6):1511-1515)中通过Wigner-Hough变换(WHT)对多分量LFM信号进行了分析，为雷达信号的参数提取与有效识别提供了新的途径。此后，郭汉伟等在《基于小波Radon变换检测线性调频信号》(国防科技大学学报,2003,25(1):91-94)将小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多分量LFM信号精确检测与分离方法，包括下列步骤：第一步：对接收信号进行FrFT，搜索能量聚集峰值及对应分数阶Fourier域，进行信号分量的粗检测；第二步：对信号进行DVWL‑FB级数展开，确定DVWL‑FB系数的最小值及最大值系数确定系数区间，通过该区间上系数幅值特性不断更新区间，进行信号检测修正；第三步：提取最终划分区间的DVWL‑FB系数进行信号重构；对重构信号进行IFrFT，得到时频域上的原始单分量信号；循环步骤一至二，直到不存在明显的能量聚集峰值。

【技术特征摘要】
1.一种多分量LFM信号精确检测与分离方法，包括下列步骤：第一步：对接收信号进行FrFT，搜索能量聚集峰值及对应分数阶Fourier域，进行信号分量的粗检测；第二步：对信号进行DVWL-FB级数展开，确定DVWL-FB系数的最小值及最大值系数确定系数区间，通过该区间上系数幅值特性不断更新区间，进行信号检测修正；第三步：提取最终划分区间的DVWL-FB系数进行信号重构；对重构信号进行IFrFT，得到时频域上的原始单分量信号；循环步骤一至二，直到不存在明显的能量聚集峰值。2.根据权利要求1所述的多分量LFM信号精确检测与分离方法，其中第一步具体为：对接收信号进行FrFT，搜索能量聚集峰值及对应分数阶Fourier域，进行信号分量的粗检测；多分量LFM信号的模型表示为s(t)=Σi=1Kaiexp[j(2πfit+πμit2)]+w(t)]]>式中：K为信号分量数，ai、fi、μi分别为第i个信号分量的振幅、载频和调频率，w(t)～N(0,σ2)为实部、虚部不相关的零均值复高斯白噪声；LFM信号在时频面上呈直线形式，其FrFT可视为在时频平面上将t轴与f轴绕原点逆时针旋转一定角度后得到的直线形式；设tθ轴和fθ轴由时频平面上t轴和f轴经FrFT后绕原点逆时针旋转角度θ得到，Δθ为旋转步长；沿轴将该信号时频分布线向轴积分，若满足在处取得极大值，即表示在该分数阶Fourier域上某一分量信号表现为单频信号的形式；依次在时频面上进行搜索，即可确定各分量信号对应积分极大值的分数阶Fourier域；此时，该多分量LFM信号可表示为s(t)=Σi=1Kai,θiexp(j2πfi,θit)+w(t).]]>3.根据权利要求1所述的多分量LFM信号精确检测与分离方法，其中第二步具体为：对信号进行DVWL-FB级数展开，确定DVWL-FB系数的最小值及最大值系数确定系数区间，通过该区间上系数幅值特性不断更新区间，进行信号检测修正；在有限区间(0,T)上，信号s(t)在(0,T)上的各项零阶FB级数展开为s(t)=Σm=1MCmJ0(λmTt)]]>信号s（t)的各项FB级数计算为Cm=2∫0Tts(t)J0(λmTt)dtT2[J1(λm)]2]]>式中，m＝1,2,…,M，J1(λm)为一阶Bessel函数在λm处的函数值；已知在能量聚集的分数阶Fourier域上，某一单分量LFM信号表现为单频信号的形式，即s0(t)＝aexp(j2πf0t)；由上式知，信号s(t)展开的FB级数核函数为k(t)＝J0(λmt/T)，由Bessel函数性质，有∫0∞s0(t)J0(λmTt)dt=a∫0Texp(j2πf0t)J0(λmTt)dt=a[(λmT)2-(2πf0)2]-12]]>其中λm＞2πf0T；当信号频率f0趋近于时，m0阶FB系数表现为一峰值；设频率f0′=f0-λm0/2πT]]>则|limf0′→0-∫0Ts0(t)J0(λm0Tt)dt|→+∞]]>上式中，当积分上限T一定时，信号频率与FB系数的阶数m存在一一对应关系；该积分峰值即表示存在一频率为f0的单频信号；为提高信号的频率分辨率以提高多分量信号的分离精度，设信号观测时间(0,T)，窗长T′＝kT为信号观测时间的k(k＞1)倍，则∫0∞s0(t)J0(λmT′t)dt=a∫0kTexp(j2πf0t)J0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张群，何其芳，罗迎，何广军，李开明，刘奇勇，孙莉，蒋华，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61