[發明專利]脈沖噪聲環境下的線性調頻信號參數估計方法

有效

• 申請號: 201810341722.1
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108957416B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 李麗
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/292
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司 21226
• 代理人: 衛茂才

1.脈沖噪聲環境下的線性調頻信號參數估計方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1.分數階功率譜密度函數分析

1)分數階相關函數和分數階功率譜密度

分數階相關函數源于分數階傅里葉變換，其定義式為：

其中，R_xx(t+τ,t)為信號x(t)的相關函數，τ為延遲，ρ為分數階傅里葉變換的旋轉角度；

分數階功率譜密度函數的表達式為：

其中m為分數階傅里葉變換域的頻率；

2)基于分數階功率譜密度函數的線性調頻信號參數估計

設線性調頻信號x(t)的表達式為：

x(t)＝exp(j2π(f₀t+μ₀t²/2)) (3)

其中f₀為初始頻率，μ₀為調頻率；

根據公式(1)，得到信號x(t)的分數階相關函數其表達式為：

當cotρ＝-2πμ₀時,(4)改寫成為：

對公式(5)進行分數階傅里葉變換，即得到信號x(t)的分數階功率譜函數其表達式為：

根據公式(6)且mcscρ＝2πf₀時，具有峰值點，峰值點的位置為(ρ₀,m₀)，(ρ₀,m₀)和(f₀,μ₀)之間的關系為：

因此，根據公式(7)得，LFM信號參數f₀和μ₀的估計值：

2.基于Sigmoid-FPSD的線性調頻信號參數估計

1)Sigmoid變換

Sigmoid變換的定義式為：

2)基于Sigmoid變換的分數階功率譜密度函數

基于Sigmoid變換的分數階相關函數，簡稱Sigmoid-FC，定義式為

其中

基于Sigmoid變換的分數階功率譜密度函數，簡稱Sigmoid-FPSD，的定義式為

3)基于Sigmoid-FPSD的線性調頻信號參數估計

設混有Alpha穩定分布噪聲的線性調頻信號y(t)為

y(t)＝x(t)+n(t) (12)

其中n(t)為SαS噪聲，SαS分布的特征函數具有下式的形式：

ρ(ω)＝exp(-γ|ω|^α) (13)

其中α為噪聲特征指數，α值越小，所對應分布的拖尾越厚，脈沖特性越顯著；相反，α值越大，其分布函數的拖尾變薄，即脈沖特性減弱，γ＞0為分散系數，用來控制變量相對于均值的偏離程度，其作用類似于高斯分布中的方差；

根據Sigmoid分數階相關函數的定義，得到信號y(t)的Sigmoid-FC其表達式為：

根據Sigmoid-FPSD的定義式，得到信號y(t)的Sigmoid-FPSD其表達式為：

通過對進行峰值點搜索，得到其峰值點位置(ρ₀,m₀)，從而能夠獲得LFM信號參數f₀和μ₀的估計值，如下式所示：