[发明专利]一种基于分数阶傅里叶变换的线性调频信号时延估计方法

摘要

本发明公开了一种基于分数阶傅里叶变换的线性调频信号时延估计方法。包括以下步骤将参考信号r1(q)和接收器的接收信号r2(q)分别进行旋转角为α的分数阶傅里叶变换；根据参考信号r1(q)和接收信号r2(q)的分数阶傅里叶变换的幅度信息获得时延D的初步估计根据参考信号r1(q)和接收信号r2(q)的分数阶傅里叶变换的相位信息，以及时延D的初步估计获得最终时延估计本发明在FRTDE估计器的基础上，提出进一步利用了两个峰值的相位差信息进行时延估计，避免了量化误差的影响，可以获得更高精度的时延估计值。

主权项

一种基于分数阶傅里叶变换的线性调频信号时延估计方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：将参考信号r1(q)和接收器的接收信号r2(q)分别进行旋转角为α的分数阶傅里叶变换；步骤二：根据参考信号r1(q)和接收信号r2(q)的分数阶傅里叶变换的幅度信息获得时延D的初步估计步骤三：根据参考信号r1(q)和接收信号r2(q)的分数阶傅里叶变换的相位信息，以及时延D的初步估计获得最终时延估计所述的参考信号r1(q)的分数阶傅里叶变换为：R1α(m)=Fα[r1(q)]=Fα[s1(q)]=Fα[s(q)]=AαNexp[-jπk(mfs)2]B1-B1N-L+11-B1]]>其中，接收信号r2(q)的分数阶傅里叶变换为：R2α(m)=Fα[r2(q)]=Fα[s2(q)+n(q)]=Fα[s(q-D)+n(q)]=S2α(m)+N(m)=AαNexp[-jπk(mfs)2]exp[-j2πf0Dfs+jπk(Dfs)2]B2L+1-B2L+11-B2+N(m)]]>其中，n(q)为噪声信号，参考信号r1(q)为线性调频信号，f0为参考信号起始频率，k为调频率，fs为采样频率，参考信号长度为P，N为样本长度，N＝P+L，所述的获得时延D的初步估计方法为：估计参考信号r1(q)的分数阶傅里叶变换的最大值得到估计接收信号r2(q)的分数阶傅里叶变换的最大值得到得到时延D的初步估计为：D^mag≈(m1-m2)fs1+(kN/fs2)2kN/fs=m1-m2cosα=fix(Dcosα)cosα;]]>所述的获得最终时延估计的方法为：利用接收信号r2(q)的分数阶傅里叶变换的相位信息得到函数G(D)＝|∠R2α(m2)‑∠S2α(m2)|，在区间内搜索使函数G(D)取最小值时的时延D，得到最终时延估计值其中参数Δ由α和1/fs决定；所述的获得最终时延估计的方法为：利用接收信号r2(q)的分数阶傅里叶变换的相位信息得到函数G(D)＝|∠R2α(m2)‑∠S2α(m2)|，在区间内搜索使函数G(D)取最小值时的时延D，得到最终时延估计值其中参数Δ由α和1/fs决定。