基于DMFT的LFM信號參數(shù)估計
表l為B=200 MHz時不同信噪比情況下初始頻率和調(diào)頻斜率的測量值與其對應真值(f0=200 MHz,k0=4.0×1012Hz/s)的絕對誤差。
從以上結(jié)果可以看出,該方法對信號參數(shù)的估計有較高的精度,在SNR=一15 dB的情況下還能估計信號參數(shù),這是一般的時頻分析方法不能比擬的。SNR低于一15 dB時,參數(shù)估計絕對誤差將逐步增大,信號經(jīng)過離散匹配傅里葉變換淹沒在隨機噪聲中,無法正確檢測信號。
4.2 多分量LFM信號仿真
離散匹配傅里葉變換是一種線性變換,所以在對多分量信號進行分析時不會產(chǎn)生交叉項。但是信號中強分量LFM信號的旁瓣可能大于弱信號的主瓣峰值,影響到多分量LFM信號的分辨和參數(shù)估計。為了解決這個問題,借助“Clean”的思想:首先計算多分量LFM信號的離散二步匹配傅里葉變換,然后進行二維搜索找極大值。并根據(jù)峰值的位置和大小估計最強LFM信號分量的幅度、初始頻率和調(diào)制斜率,然后由上述參數(shù)重構(gòu)LFM信號并從信號之減去,最后將處理過的信號重復上述過程估計下一個LFM信號的參數(shù)。
多信號的參數(shù)估計仿真采用如下信號:
進行第一次DMFT之后信號頻譜如圖2所示,只出現(xiàn)強信號分量的一個峰值,弱信號的峰值淹沒在強信號分量的旁瓣中。此時,在圖2中搜索譜峰最大值,得出強信號的分量:f1=2.002x108,k1=4.96x10 13,一個分量s1(t),得到剩余信號s2(t),再進行一次二步DMFT,對其余LFM信號分量估計,得到如圖3所示結(jié)果,估計得到第二個分量的參數(shù):f2=2.197×108,k2=5.53×1013,a2=1.89。
上面的仿真結(jié)果表明,離散匹配傅里葉變換結(jié)合“clean思想是一種檢測多分量LFM信號的有效的方法。仿真進一步表明,當較小分量的信噪比不小于一15 dB時,LFM信號的參數(shù)估計能達到較高的精度。隨著信噪比的進一步降低,參數(shù)估計精度將下降,無法正確估計信號的參數(shù)。
5 結(jié) 語
首先介紹了LFM信號的形式以及DMFT的基本原理,然后從減小運算量的角度對DMFT算法進行改進,最后分別對單分量和多分量LFM信號進行Matlab仿真,結(jié)果表明,DMFT能夠在低SNR情況下估計出LFM信號的參數(shù),不存在多分量信號交叉項問題,而且運用本文改進的算法運算量較小,在對低截獲概率雷達信號的處理中將有廣闊的應用前景。
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