基于相位差分的雷达信号参数估计方法

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1、第35卷第1期2016年2月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTr&cTechnologyV01．35N0．1February2016引用格式：赵洋，钱卫平，郭军海，等．基于相位差分的雷达信号参数估计方法[J]．飞行器测控学报，2016，35(1)028—032．ZhaoYang，QianWeiping，GuoJunhai，eta1．Radarsignalparameterestimationbasedondifferencedphase[J]JournalofSpacecrahTT&CTechnology，20

2、16，35(1)：028—032．基于相位差分的雷达信号参数估计方法赵洋，钱卫平，郭军海，赵华(北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094)摘要：由于接收信号长度有限而存在频率离散化采样的限制，FFT(FastFourierTransform，快速傅里叶变换)对雷达信号频率的估计精度会降低。基于相位差分的频率估计方法可以对这一偏差进行估计，从而减小FFT的估计误差。尝试将该方法应用于LFM(LinearFrequencyModulated，线性调频)信号带宽的估计问题，并对此进行了仿真验证，结果证明该方法对雷达信号频率和带宽估计

3、有一定的应用价值。关键词：脉冲雷达；信号处理；差分相位；频率估计；误差分析；信号带宽中图分类号：V556．6；TN957．51文献标志码：A文章编号：1674—5620(2016)01—0028—05IN)I：10．7642／j．issn．1674-5620．2016一01—0028—05RadarSignalParameterEstimationBasedonDifferencedPhaseZHAOYang，QIANWeiping，GUOJunhai，ZHAOHua(BeijingInstituteofTrackingandTe

4、lecommunicationsTechnology，Beijing100094)AbStract：EstimationofFFT(FastFourierTransform)ofradarfrequencyiSbiasedasaresultofrestrictionsinres—olutionindiscretefrequencydomain．Thispaperintroducesamethodbasedondifferencedphaseanditdecreaseses—timationerrorbyfiguringthebia

5、sedresidualfrequency．Themethodisappliedtoestimatethebandwidthofflchirpsignal，whichhasbeensimulatedintherelatedsectionanditprovedtobefeasibleinpracticalapplication．Keywords：pulseradar；signalprocessing；differencedphase；frequencyestimation；erroranalysis；signalband—width0

6、引言在脉冲雷达信号处理过程中，通常利用FFT(FastFourierTransform，快速傅里叶变换)滤波器组估计回波信号的多普勒频率。由于FFT在频域存在频率分辨率问题，FFT得到的频率估计值存在偏差[1]。为了提高信号频率的估计精度，人们提出很多算法[2。13

7、。张英龙等[5]提出的利用相位差分和白相关技术估计FFT频率的频偏；王纪强等[1妇对于这种方法进行了误差分析，确定了均方根误差最小准则下的最优自相关间隔k值以及均方根误差范围，并仿真表明在较高信噪比条件下，该方法的均方根估计误差可以达到克拉美罗F界。本文在介绍和分析基

8、于频偏校正的频率估计算法[53的基础上，首次将该方法应用于线性调频信号带宽的估计；通过对时域信号相位的一次差分，使调频信号变换为单频信号；再对该单频信号的频率进行估计，进而估计LFM信号的带宽，并通过仿真验证了该方法的有效性。1相位差分估计的基本原理对于单频信号S(￡)=Aexp[j(27【厂ot+00)](1)式中，A为信号振幅；f。为信号频率；口。为初相位。若采样频率为，。，对应的采样时间间隔为*收稿日期：2014—04—24；修回日期：2015-07—24；网络出版时间：2016-02—0509：18：08网络出版地址：ht

9、tp：／／www．cnki．net／kcms／detail／11．4230．tv．20160205．0918．002．html第一作者简介：赵洋(1989一)，男，硕士．助理工程师，主要研究方向为雷达信号处理；E-mail：nedved7740@s