[發明專利]貝塞爾函數與虛擬陣列相結合的SFM信號的參數估計方法

有效

• 申請號: 201310228214.X
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103323667A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 張天騏;高春霞;張剛;萬義龍;朱洪波;王志朝;金靜
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01R23/00
• 分類號: G01R23/00;G01R23/16
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及信號與信息處理領域，具體為一種復SFM（正弦調頻）信號的參數估計方法。

背景技術

復正弦調頻信號是一種典型的非線性調頻信號，是一種具有低截獲率的時變信號，具有抑制泄露和近區干擾等特性，因此廣泛應用在雷達、聲納、通信、生物工程以及地震勘測等領域。

目前，人們已經提出了多種非線性調頻信號形式，主要包括多項式相位信號和復SFM信號。雖然非線性調頻信號的參數估計有一系列的方法，但是大多數都是針對多項式相位信號的，而對復SFM信號的研究較少。文獻(Braham?Barket.Instantaneous?frequency?estimation?of?nonlinear?frequency-modulated?signals?in?the?presence?of?multiplicative?additive?noise[J]IEEE?Trans.on?SP,2001,49(10):2214-2222.)充分討論了在不同信噪比下的非線性調頻信號在多項式Wigner-Ville分布（PWVD）平面上瞬時頻率的反映特征，但是也是把非線性調頻信號統一建模成多項式相位信號進行討論的。故很多方法只能處理多項式相位信號，而不能處理復SFM信號。文獻（熊剛，趙惠昌，王李軍.偽碼-載波調制偵察信號識別的譜相關方法（Ⅱ）--偽碼-載波調頻信號的調制識別和參數估計[J].電子與信息學報.2005,27(7):1087-1092.）提出了利用譜相關方法對偽碼SFM信號進行調制識別和參數估計，但是該算法運算量龐大，并且只適用于窄帶SFM信號。文獻（熊輝，呂遠，增德國，唐斌.利用卡森準則的正弦調頻信號參數估計方法[J].電子測量與儀器學報,2010,4(24):353-358.）利用信號頻譜對稱特性，給出了信號載頻估計的實現方法，基于瞬時頻率的頻譜分析，推導了調制頻率的估計表達式，但是對于多個復SFM信號，該參數估計算法會失效，并且在低信噪比情況下參數估計性能欠佳。

然而在所有的參數估計算法中，很多常規的算法在理想條件下具有良好的性能，但是當信號源相干或者是寬帶的信號時性能就會變得很差，甚至無法進行相應的參數估計。綜上所述，對復SFM信號的參數估計研究較少，現有算法不完善，或受帶寬限制，或只能估計部分參數。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提出一種貝塞爾函數與虛擬陣列相結合的SFM信號的參數估計方法，該方法克服了傳統方法只能處理窄帶信號的困難，解決了SFM信號參數估計性能差的問題。在信號處理過程中，可以有效地把寬帶的SFM信號分解成一組具有諧波幅度、諧波頻率的窄帶信號模型的形式，然后結合虛擬陣列變換法進行解相干，從而利用常規的子空間方法進行參數估計。該方法不僅計算量小，而且估計性能明顯優于未經解相干時的參數估計。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，在貝塞爾函數及雅可比變換處理復正弦調頻信號的基礎上，采用虛擬陣列變換法對分解后的窄帶正弦信號進行解相干，從而利用信號子空間（MUSIC（多重信號分類）算法等）的方法得到信號諧波頻率估計，根據這些諧波頻率的對稱性，從而得到載波頻率和調制頻率估計。SFM信號參數估計方法的步驟具體包括：