[发明专利]线性调频信号参数估计方法及其实施装置

说明书

技术领域

本发明属于数字信号处理技术领域。具体涉及一种高精度地估计线性调频信号两个最基本参数——调频率和中心频率的方法，即线性调频信号参数估计方法及其实施装置。

背景技术

线性调频(linear frequency modulation，LFM)信号是一种具有特殊意义的非平稳信号。作为一种大时间-带宽积的扩频信号，LFM信号广泛地应用于各种信息系统中。在雷达、声纳等探测系统中，目标的多普勒频率与目标的速度近似成正比，当目标作等加速运动时，回波即为线性调频信号。机动目标的回波在一段短的时间内也可用LFM信号作为其一阶近似。在通信系统中，线性调频可作为实现扩频通信的一种手段。此外，在地质勘探、生物医学和机械设计与加工等领域中，许多信号本身就具有线性调频性质。因此，对LFM信号的分析与处理方法的研究具有重要的意义。

在LFM信号的处理中，信号的检测与参数估计是一个重要的研究课题，这一问题在本质上可归结为非平稳信号的瞬时频率估计问题。因此，有必要首先对瞬时频率的定义及其估计方法的发展进行简要的回顾。

解析形式的非平稳信号可以表示为[1]

s(t)＝a(t)e^jφ(t)         (1)

其中a(t)为实的包络函数，φ(t)为瞬时相位函数。信号的瞬时频率定义为瞬时相位函数对时间的导数，即

f(t)=12π·dφ(t)dt---(2)]]>

式(1)、式(2)的离散形式为

s(n)＝a(n)e^jφ(n)           (3)

f(n)=12π·φ(n)*d(n)---(4)]]>

式(4)中的d(n)是一个FIR差分滤波器的冲击响应，*表示卷积运算。

实际系统中，人们得到的观测信号不可避免地受到各种噪声的污染，而所谓瞬时频率的估计即为由有限长的观测信号对瞬时频率的变化规律进行估计。长期以来，这个问题一直是信号处理中备受关注的研究课题之一，有关的研究成果也极为丰富[2]。归纳起来，瞬时频率估计的各种方法可分为两类，即非参数化估计和参数化估计。