LFM信号参数估计误差分析及改进算法

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第２期
２Ｏ１４年４月
雷达科学与技术
ＲａｄａｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏ１ｏｇＹ
Ｖｏ１．１２Ｎｏ．２
Ａｐｒｉｌ２Ｏ１４
ＬＦＭ信号参数估计误差分析及改进算法
孙文磊，常文革，闰飞飞
表明，该算法对ＬＦＭ信号参数估计精度高，性能接近ＣＲＬＢ，同时能够实现实时处理。关键词：ＦＲＦＴ并行快速算法；线性调频信号；参数估计；实时处理；克拉美罗限
中图分类号：ＴＮ９１１．７２文献标志码：Ａ文章编号：１６７２ — ２３３７（２０１４）０２ — ０１８１ — ０６
ｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅａｌ — ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｐｅｃｔｒｕｍｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎｅｎｅｒｇｙｂａｒｙ～ｃｅｎｔｅｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｈａｎｄｌｅｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｇｅｔｈｉｇｈｅｒａｃｃｕｒａｃｙｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ．Ａｓｓｈｏｗｎｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ ’ ＳｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅＣＲＬＢａｎｄｃａｎｒｅａｌｉｚｅｒｅａｌ — ｔｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＲＦＴｔＷＯ— ｐｈａｓｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ＬＦＭｓｉｇｎａｌ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；ｒｅａｌ — ｔｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓ～ｉｎｇ：Ｃｒａｍｅｒ — Ｒａｏｌｏｗｂｏｕｎｄ（ＣＲＬＢ）
ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ。ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈｏｉｃｅｏｆｓａｍｐｌｅｐｏｉｎｔｓａｎｄｓｅａｒｃｈｉｎｔｅｒｖａ１．Ｍｏ～ｒｅｏｖｅｒ，ａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤＰＴａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄＦＲＦＴｔｗｏ－ｐｈａｓｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍ～
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ＥｒｒｏｒＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｄＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆＬＦＭＳｉｇｎａｌ
ＳＵＮＷｅｎ — ｌｅｉ．ＣＨＡＮＧＷｅｎ — ｇｅ．ＹＡＮＦｅｉ — ｆｅｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｅａｌ — ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｆｏｒＬＦＭｓｉｇｎａｌｓ，ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＦＲＦＴ．Ｂｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｓｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）
（国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙４１００７３）
摘要：为进一步提高ＬＦＭ信号参数估计的实时性和精确性，研究分析了分数阶傅里叶变换（ＦＲＦＴ）
对ＬＦＭ信号进行参数估计的误差来源，通过对其参数估计公式的研究，得出采样点数和搜索间隔对估计精度的不同影响，并提出了相应的改进算法。同时，采用ＤＰＴ算法与ＦＲＦＴ离散并行快速算法相结合，提高了算法的实时性。最后，利用能量重心法对参数估计结果进行谱校正，进一步提高了估计精度。仿真结果

一种快速估计LFM信号参数的算法研究

一种快速估计LFM信号参数的算法研究随着低频调频（LFM）信号在雷达、通信和航防系统中的广泛应用，快速准确地估计LFM信号的相关参数成为一项重要的研究内容。

本文将探讨一种快速估计LFM信号参数的算法。

首先，我们需要了解LFM信号的基本特征。

LFM信号是具有线性调频特性的信号，其频率随时间连续变化。

它的生成方式是通过在载波信号上施加一种线性调频脉冲，频率从起始频率线性增加到结束频率。

因此，LFM信号的主要参数包括起始频率、结束频率和脉冲宽度。

传统的估计LFM信号参数的方法主要基于傅里叶分析和相关分析。

然而，在实际应用中，由于噪声的存在以及信号的复杂性，这些方法往往需要大量的计算和时间。

因此，研究快速准确的LFM信号参数估计算法具有重要的理论和实际意义。

本文提出一种基于离散傅里叶变换（DFT）的快速估计LFM信号参数的算法。

该算法的基本思想是将连续时间的LFM信号转换为离散时间信号，并利用DFT计算信号的频谱，从而估计信号的起始频率、结束频率和脉冲宽度。

具体算法步骤如下：1.获取LFM信号的离散时间表示。

将连续时间的LFM信号采样得到离散时间信号，可以使用采样定理确保信号的准确重构。

2.计算离散信号的DFT。

将离散时间信号进行DFT计算，得到信号的频谱。

3.识别频谱的主要峰值。

根据信号的特性，主要峰值对应着LFM信号的起始频率和结束频率。

通过查找频谱中的峰值，可以估计出LFM信号的起始频率和结束频率。

4.估计LFM信号的脉冲宽度。

LFM信号的脉冲宽度可以通过计算信号的时间延迟获得。

在频谱中找到LFM信号的主要峰值对应的频率，然后通过反映射到时间域，根据采样率计算出时间延迟。

5.输出估计的LFM信号参数。

根据步骤3和步骤4得到的频率和时间延迟，可以得到LFM信号的起始频率、结束频率和脉冲宽度的估计值。

该算法的优势在于其快速性和准确性。

通过离散化和DFT计算，可大大减少计算量，并且能够有效地抵抗噪声对参数估计的影响。

一种估计LFM信号参数的快速算法及其推广

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２０年１００９１月第４第０期卷
中国科技论文在线
ＳｉｎｅａｅｌｅｃｅｃｐｐｒｉＯｎｎ
、１ｏ１，．Ｎ．０４０
Ｏｃ．０９ｔ２０
一
种估计ＬＭ信号参数的快速算法及其推广Ｆ
王勇，姜义成
（尔滨工业大学电子工程技术研究所，哈尔滨１００）哈５０１
．
ｈｌｏｔｍｉｘｅｄｄｏｅｔｔｔａａｔｒｏｙｏａｈｓｓｇ１ｈｏｕｉａｉｅｕｔｔｅａｇｒｈｓｅｔｎｅｔｓｉａｅｐｒｍｅｅｓｆａｐｌｎｍｉｌｐａｅｉａ．Ｔｅｃｍｐｔｒｓｍｕｌｔｎｒｓｌｉｍｅｈｏｎｅｏｓｄｍｏｔｔｅｖｌｉｆｅａｇｒｈｒｐｓｄｅｎｓａｅｔａｉｔｏｔｌｏｔｍｐｏｏｅ．ｒｈｄｙｈｉ

高精度LFM信号参数估计

高精度LFM信号参数估计
冯维婷
【期刊名称】《西安邮电学院学报》
【年(卷),期】2009(014)005
【摘要】解线性调频方法是实际工程中常采用的一种估计LFM信号参数的方法,然而该方法需要对调频斜率在一定范围内搜索,运算量大.针对这个问题本文提出了一种改进算法,首先通过计算LFM信号瞬时自相关的FFT得到调频斜率的估计值,然后在此值附近作小范围精细搜索,从而获得高精度的参数估计值.该方法缩小了搜索的范围,在运算量减少的同时,提高了参数的估计精度.仿真结果表明了此方法的有效性.
【总页数】4页(P36-39)
【作者】冯维婷
【作者单位】西安邮电学院电子与信息工程系,陕西,西安,710121
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.一种LFM信号相位域快速高精度参数估计算法 [J], 金胜;王峰;邓振淼;杨文军
2.高精度LFM信号参数估计的谱校正方法 [J], 罗蓬;刘开华;黄翔东;于洁潇
3.基于同步提取S变换的LFM信号参数估计 [J], 冯永鑫;陈宇;杜妍彦;王春阳
4.脉冲噪声下基于压缩变换函数的LFM信号参数估计 [J], 金艳;陈鹏辉;姬红兵
5.基于新型DFrFT的LFM信号参数估计算法 [J], 刁鸣;朱云飞;宁晓燕;王震铎
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LFM信号参数估计的插值FrFT修正算法

ｂｓｄｏａｔｎｌｏｒｒｒｓｒ（ｒＴｅｌｅｅｏａｃ，ｎｏｓｌｒＦｓａｓｉｉｅｅｔａａｅｎｆｃｉａＦｕｅａｆｒｏｉｔｎｏｍＦＦ）ｄｃｎｓｎｐｒｒｎｅａｄｉｉｎｔｏｉｆＭｉｌｗｔｄｆｒｎｐ・ｉｉｆｍｔｓｄｏＬｎｇｈ
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过频移ＬＭ信号初始频率使其不在分数阶域量化频率点附近。最后，Ｆ对不同初始频率的ＬＭ信号进行仿真，Ｆ结果表明，修正的插值Ｆ｝算法提高了ＬＭ信号参数估计精度，性能稳定，而计算量并没有明显增加。ｄＩ－ ’ Ｆ关键词：分数阶傅里叶变换；线性调频信号；插值；参数估计
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