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

发布时间：2018-06-05 20:58

  本文选题：信息处理技术 + 分数阶傅里叶变换　； 参考：《兵工学报》2014年03期

【摘要】：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。
[Abstract]:A new method of center frequency estimation based on fractional Fourier transform (FRFT) is proposed to solve the problem that the time width of wideband LFM pulse signal is different from that of observed time. Based on this, the DOA estimation of MUSIC algorithm based on FRFT is improved. Based on the good energy aggregation of the LFM signal in the Fourier transform domain, the variation of the central frequency of the pulse signal with the position of the pulse signal within the observation time is analyzed, and the method of estimating the center frequency is modified. In the corresponding fractional Fourier domain, the direction vector of the fractional Fourier domain is constructed, and the DOA estimation is carried out by using the MUSIC algorithm. The effectiveness of the algorithm for azimuth estimation is verified by numerical simulation, and the influence of SNR) and pulse duration on the azimuth estimation results is simulated. With the increase of SNR and the time width of pulse signal, the variance of azimuth estimation decreases.
【作者单位】： 西北工业大学航海学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(61101189) 西北工业大学基础研究基金项目(NPUFFR-JCY20130108)
【分类号】：TN911.23

【参考文献】

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1 马艳;罗美玲;;基于分数阶傅里叶变换水下目标距离及速度的联合估计[J];兵工学报;2011年08期

2 赵兴浩,邓兵,陶然;分数阶傅里叶变换数值计算中的量纲归一化[J];北京理工大学学报;2005年04期

3 陶然,周云松;基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM信号波达方向估计新算法[J];北京理工大学学报;2005年10期

4 刘锋;徐会法;陶然;王越;;分数阶Fourier域多分量LFM信号间的分辨研究[J];中国科学:信息科学;2012年02期

5 刘小河;王建英;杨美英;;基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM相干信号的DOA估计[J];数据采集与处理;2008年05期

【共引文献】

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4 邓兵;陶然;董云龙;;基于分数阶傅里叶变换的标量脱靶量测量新方法[J];兵工学报;2010年12期

5 马艳;罗美玲;;基于分数阶傅里叶变换水下目标距离及速度的联合估计[J];兵工学报;2011年08期

6 赵兆;是湘全;;一种基于分数阶Fourier变换的雷达运动目标检测算法[J];电讯技术;2007年04期

7 金翔;张天骐;赵德芳;侯瑞玲;;分数阶傅里叶变换的多项式相位信号DOA估计[J];电讯技术;2010年12期

8 曾祥来;郑霖;黄强;王智博;;chirp信号在分数阶Fourier变换域欠采样研究[J];电视技术;2011年23期

9 莫正军;涂亚庆;肖玮;;基于FrFT和三次样条插值的瞬时频率估计方法[J];电子测量与仪器学报;2011年04期

10 章蕾;许述文;刘韬;;基于FRFT的非线性调频信号检测[J];电子科技;2010年02期

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2 赵兴浩,邓兵,陶然;分数阶傅里叶变换数值计算中的量纲归一化[J];北京理工大学学报;2005年04期

3 陶然,周云松;基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM信号波达方向估计新算法[J];北京理工大学学报;2005年10期

4 殷勤业，倪志芳，钱世锷，，陈大庞;自适应旋转投影分解法[J];电子学报;1997年04期

5 邓兵;陶然;曲长文;;分数阶Fourier域中多分量chirp信号的遮蔽分析[J];电子学报;2007年06期

6 陈鹏;侯朝焕;马晓川;梁亦慧;;基于匹配滤波和离散分数阶傅里叶变换的水下动目标LFM回波联合检测[J];电子与信息学报;2007年10期

7 刘建成;刘忠;王雪松;肖顺平;王国玉;;高斯白噪声背景下的LFM信号的分数阶Fourier域信噪比分析[J];电子与信息学报;2007年10期

8 齐林,陶然,周思永,王越;基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号的检测和参数估计[J];中国科学E辑:技术科学;2003年08期

9 ;Detection and parameter estimation of multicomponent LFM signal based on the fractional Fourier transform[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2004年02期

10 章步云,刘爱芳,朱晓华,刘中;基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测与参数估计[J];数据采集与处理;2003年04期

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2 金翔;张天骐;赵德芳;侯瑞玲;;分数阶傅里叶变换的多项式相位信号DOA估计[J];电讯技术;2010年12期

3 金翔;张天骐;侯瑞玲;高永升;;分数阶傅里叶变换与虚拟阵列相结合的波达方向估计[J];探测与控制学报;2010年05期

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3 本报记者 闫静;物联网:护佑安全 空间广阔[N];中国安全生产报;2011年

4 陶文;节约资源随需扩展[N];国际商报;2006年

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7 张艳红;基于分数阶Fourier变换的宽带线性调频信号波达方向估计[D];郑州大学;2006年

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10 隋然;基于多极化圆阵的信号波达方向估计方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

本文编号：1983379