基于分数阶Fourier变换的LFM信号参数估计快速算法研究.pdf

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1、FastAlgorithmResearchofParametersEstimationoftheLFMSignalBasedontheFractionalFourierTransformByHuiyanWangSupervisor：Prof．LinQiCommunicationandInformationSystemInformationEngineeringSchoolMay2012原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的

2、个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：王奄秀日期：≯协年占月>日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：王岛

3、艿日期：_杠年占月2日广泛应用于雷达、通信、地震勘测等系统中的LFM(线性调频信号)是一种典型的非平稳信号，它的参数估计问题比一般的平稳信号要复杂，利用时频工具对其进行处理是最为直接和有效的手段。分数阶Fourier变换是时频变换中的特例，可以将它理解为线性调频基的分解，并且由于它在处理多分量时不会产生交叉项，所以在LFM信号的参数估计中得到了广泛的应用。但是传统的基于分数阶Fourier变换的LFM信号参数估计需要在整个时频平面上进行二维搜索，运算量大，不利于实时处理，所以寻找快速简捷且性能好的算法具有重要的意义和实用价值。本文以分数阶Fourier变换为工具，结合其它优化算法对L

4、FM信号参数估计快速算法进行了一些探索和研究。论文具体内容如下：1．首先阐述了分数阶Fourier变换的基本定义及其性质，然后重点介绍了离散分数阶Fourier变换算法中的采样型算法，即Ozaktas采样型算法和Pei采样型算法，并针对这两种模型，推导出了LFM信号参数估计理论模型。还介绍了一种特殊的离散分数阶Fourier变换．FRFT单点输出的快速计算方法(SP-FRJ叮)，并对其进行了仿真验证。2．分析了利用分数阶Fourier变换对LFM信号进行参数估计时，影响估计精度的各种因素。提出在利用延时相乘法得到LFM信号的初始调频率的前提下，将优选法和分数阶Fourier变换相结合

5、来提高参数估计的精度以及减少搜索的运算量。通过仿真验证表明该方法的可行性。3．针对多分量LFM信号参数估计中存在的交叉项的问题，提出将乘性高阶模糊函数法(PHAF法)与分数阶Fourier域的逐次滤波技术相结合，来实现多分量信号的分离。在此基础上，运用单纯形法在峰值周围的时频平面上进行搜索，以达到提高参数估计精度的目的。理论分析和仿真结果农面该方法可有效地检测出各个信号分量，具有一定的实用价值。关键词：分数阶Fourier变换LFM信号延时相乘法参数估计优选法PHAF法单纯形法AbstraccAbstractTheLFM(1inearfrequencymodulatedsignal)

6、whichiswidelyusedinradar，communications，andseismicsurveysystemisatypicalnon-stationarysignal,anditsparameterestimationproblemismorecomplexthanthegeneralstationarysignal．Foritsprocessing．thetime-frequencytoolsisthemostdirectandeffectivemean．ThefractionalFouriertransformwhichcallbeunderstoodasthe

7、decompositionofthelinearfrequencymodulationisaspecialcaseofFrequencytransforms,anditwillnotproducecrosstermswhendealingwithmulti-component，SOithasbeenwidelyappliedintheestimationoftheparametersoftheLFMsignal．Theparametersestimatio