【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达信号处理，特别涉及一种时频混叠雷达信号脉内参数估计方法及系统。
技术介绍
1、当前各式新型号雷达的广泛应用，电磁环境越来越复杂，电子接收机的超宽带接收技术能够大带宽采集和分析信号，同时刻同通道接收多个分量信号更为可能，尤其是战场环境下，电磁信号高度密集，时频域混叠更加常见，传统信号处理思路是时域混叠信号通过频域滤波，频域混叠信号也可以通过时域分选等来提高信号质量，但信号时频域均混叠严重时，只能将信号整体作为研究对象进行分析处理，此时待分析的时频混叠信号可看作具有多个信号分量的信号。
2、在时频混叠信号参数估计问题中，通常采用时频分析方法来解决能量聚集性和交叉干扰项的问题。wvd作为典型的时频分析方法，可以直观反映出信号的调频斜率和中心频率，但其作为二次型分析方法本身固有的交叉项，严重影响了时频混叠信号参数的估计精度。为了改进这一问题，从最初的wvd到改进的pwvd、再到spwvd等多种时频分析方法不断推动信号分离的研究和发展。通过引入平面缩放变换时频分布(sttfd)可以有效减弱交叉项的影响，并提高参数估计性能。现有估计时频混叠信号的一般步骤为：按照信号分量强度大小进行信号逐级剥离，由强到弱地逐级迭代提取出每个信号分量的参数。也有综合运用rat和frft的方法，有效简化时频混叠信号检测和参数估计的计算。同时，基于frft原理，也出现了利用短时frft、自适应frft、高斯frft和周期frft运算算法，基于短时frft的时变滤波算法，均可应用于时频混叠lfm信号的分离。针对时频混叠非线性调频信号的检
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种时频混叠雷达信号脉内参数估计方法及系统，解决现有时频混叠信号参数估计无法应用于分量信号脉冲宽度不等于采集时长情形下的问题，实现多场景环境下的混叠信号参数估计。
2、按照本专利技术所提供的设计方案，一方面，提供一种时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，包含：
3、搜索时频混叠信号frft频谱四阶原点矩峰值并获取各信号分量分数阶傅里叶变换最优旋转角度；
4、基于各信号分量对应的分数阶傅里叶变换最优旋转角度初步估算各信号分量的信号调制斜率及信号载频；并将时频混叠雷达信号进行分段处理，通过时频分析提取各信号分量分段后的时频图，基于各信号分量分段后的时频图确定各信号分量参数，其中，信号分量参数包括：信号分量脉宽、信号调制斜率、信号载频和带宽。
5、作为本专利技术时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，进一步地，时频混叠信号frft频谱四阶原点矩峰值，包含：
6、首先，建立时频混叠信号模型，并通过所述时频混叠信号模型获取时频混叠信号；
7、然后，在采样周期内对时频混叠信号进行预处理，并对预处理后的混叠信号进行frft分数阶傅里叶变换，利用frft分数阶傅里叶变换中混叠信号各信号分量频谱四阶原点矩峰值确定最优旋转角度。
8、作为本专利技术时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，进一步地，四阶原点矩表示为其中，α为旋转角度，kα(t,u)为变换核函数，t为时域变量，u为频域变量，f(t)为时频混叠信号。
9、作为本专利技术时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，进一步地，对混叠信号进行frft分数阶傅里叶变换，包含：
10、设置分数阶傅里叶变换的阶数取值区间及步长；
11、在阶数取值区间内，依据步长分别计算对应旋转角度下的混叠信号frft分数阶傅里叶变换。
12、作为本专利技术时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，进一步地，利用频谱四阶原点矩峰值确定frft分数阶傅里叶变换中混叠信号各信号最优旋转角度，包含：
13、依据混叠信号frft分数阶傅里叶变换获取对应的四阶原点矩，依据四阶原点矩特征图获取各信号峰值，并取四阶原点矩峰值对应的旋转角度作为最优旋转角度，基于各信号分量对应的分数阶傅里叶变换最优旋转角度初步估算各信号分量的信号调制斜率及信号载频。
14、作为本专利技术时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，进一步地，将时频混叠雷达信号进行分段处理，通过时频分析提取分段后的各信号分量，包含：
15、基于初步估算的各信号分量信号调制斜率及信号载频建立各信号分量的数学模型，依据数学模型获取各信号分量表示；并依据混叠信号长度将混叠信号划分两段；
16、利用wvd时频分布方法对分段后的混叠信号和各信号分量表示分别进行时频变换；依据大律法二值化运算对各信号分量表示时频转换结果进行二值化运算，并基于各信号分量二值化运算结果和混叠信号时频变换结果提取各信号分量分段后的时频图。
17、作为本专利技术时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，进一步地，基于各信号分量的时频图确定各信号分量参数，包含：
18、基于各信号分量分段后的时频图并依据时频图最大值对应的时长中点获取各信号分量脉宽开始时间、脉宽结束时间和分量脉宽；
19、依据混叠信号脉宽及初步估算的各信号分量信号载频确定各信号分量的最终信号载频，并基于分量脉宽和初步估算的各信号分量信号调制斜率计算分量带宽。
20、进一步地，本专利技术还提供一种时频混叠雷达信号脉内参数估计系统，包含：峰值搜索模块和参数估计模块，其中，
21、峰值搜索模块，用于搜索时频混叠信号frft频谱四阶原点矩峰值并获取各信号分量分数阶傅里叶变换最优旋转角度；
22、参数估计模块，用于基于各信号分量对应的分数阶傅里叶变换最优旋转角度初步估算各信号分量的信号调制斜率及信号载频；并将时频混叠雷达信号进行分段处理，通过时频分析提取各信号分量分段后的时频图，基于各信号分量分段后的时频图确定各信号分量参数，其中，信号分量参数包括：信号分量脉宽、信号调制斜率、信号载频和带宽。
23、本专利技术的有益效果：
24、本专利技术通过分数阶傅里叶变换估计出信号各分量的调频斜率和载频预估计值，完成分量分离，并利用wvd时频分析方法将信号分量从时频域分离，通过信号分段估计来估计出信号分量的载频、脉宽、带宽的准确估计值，能够满足交错情形下时频混叠信号的脉内参数准确估计。进一步通过仿真实验数据，通过设定-2db～20db信噪比的二分量、三分量仿真实验和二分量实采信号测试实验，各参数估计结果rrmse均在0.05以下，利用实验结果验证本案方案的有效性和性能优势，能够适合用于工程实际，具有较好的应用前景。
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1.一种时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，包含：
2.根据权利要求1所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，搜索时频混叠信号FRFT频谱四阶原点矩峰值，包含：
3.根据权利要求2所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，四阶原点矩表示为其中，α为旋转角度，Kα(t,u)为变换核函数，t为时域变量，u为频域变量，f(t)为时频混叠信号。
4.根据权利要求2或3所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，对混叠信号进行FRFT分数阶傅里叶变换，包含：
5.根据权利要求2所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，利用频谱四阶原点矩峰值确定FRFT分数阶傅里叶变换中混叠信号各信号最优旋转角度，包含：
6.根据权利要求1所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，将时频混叠雷达信号进行分段处理，通过时频分析提取分段后的各信号分量，包含：
7.根据权利要求1或6所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，基于各信号分量的时频图确定各信号分量参数，包含：<...
【技术特征摘要】
1.一种时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，包含：
2.根据权利要求1所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，搜索时频混叠信号frft频谱四阶原点矩峰值，包含：
3.根据权利要求2所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，四阶原点矩表示为其中，α为旋转角度，kα(t,u)为变换核函数，t为时域变量，u为频域变量，f(t)为时频混叠信号。
4.根据权利要求2或3所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，对混叠信号进行frft分数阶傅里叶变换，包含：
5.根据权利要求2所述的时频混叠雷达信号脉内参数估计方法，其特征在于，利用频谱四阶原点矩峰值确定frft分...
【专利技术属性】
技术研发人员：东锦鹏，陈世文，孙刚印，张凯斌，吴超鹏，方海坤，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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