STLFMCW信号的周期FRFT检测与参数估计

Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用

2017，53（1）1引言调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wa-ve ，FMCW ）雷达由于体积小，重量轻，距离分辨率高，不存在距离盲区和低截获性等优点，在雷达高度表、导航系统、战场侦察和地面成像等领域得到了广泛应用[1-3]。对称三角线性调频连续波（Symmetrical Triangular Lin-ear FMCW ，STLFMCW ）信号的单周期[4]和多周期[5]的模糊函数特性，表明了STLFMCW 信号较单斜率线性调

频连续波（Linear FMCW ，LFMCW ）信号有更强的目标分辨力，并能在多目标环境下消除运动目标的距离速度耦合[6]。由于STLFMCW 信号具有这些特点，因此其在FMCW 雷达中得到了越来越多的应用。

目前已有很多方法用于STLFMCW 信号的检测和估计，其中包括Wigner-Ville 分布、Choi-Williams 分布、正STLFMCW 信号的周期FRFT 检测与参数估计

马垒1，赵拥军1，赵闯1，朱健东2

MA Lei 1,ZHAO Yongjun 1,ZHAO Chuang 1,ZHU Jiandong 2

1.解放军信息工程大学导航与空天目标工程学院，郑州450001

2.中国人民解放军63880部队

1.Institute of Navigation and Aerospace Engineering,PLA Information Engineering University,Zhengzhou 450001,China

2.Unit 63880of PLA,China

MA Lei,ZHAO Yongjun,ZHAO Chuang,et al.Detection and parameter estimation of STLFMCW signal based on periodic https://www.360docs.net/doc/7a13318208.html,puter Engineering and Applications,2017,53（1）：134-141.

Abstract:Combined with the time-frequency characteristics of the Symmetrical Triangular Linear Frequency-Modulated Continuous Wave （STLFMCW ）signal,this paper proposes a detection and parameter estimation method of STLFMCW using the periodic Fractional Fourier Transform （FRFT ）.First of all,the energy accumulation characteristics of STLFMCW signal in periodic FRFT domain are analyzed,and the processing gain expression of the periodic FRFT for STLFMCW signal is derived.Furthermore,the probability statistical property of the noise in periodic FRFT domain is derived,and the detection threshold is determined adaptively.Due to the periodic accumulation characteristics of this method,the frequency-modulated period,starting time offset,chirp rate and carrier frequency are estimated well in low SNR by this method.Finally,the validity of the proposed method is validated.

Keywords ：symmetrical triangular linear frequency-modulated continuous wave;parameter estimation;periodic fractional Fourier transform;Radon-Ambiguity transform

摘要：结合对称三角线性调频连续波（STLFMCW ）信号的时频特性，提出了一种采用周期分数阶傅里叶变换（FRFT ）的STLFMCW 信号检测与参数估计方法。分析了STLFMCW 信号在周期FRFT 域的能量积累特性，推导了信号周期FRFT 的处理增益表达式。利用噪声在周期FRFT 域的概率统计特性实现了检测门限的自适应确定。由于具有周期积累特性，在低信噪比下，该方法对调频周期、起始时间偏移、调频斜率和载频具有较好的估计性能。最后，仿真验证了该方法的有效性。

关键词：对称三角线性调频连续波；参数估计；周期分数阶傅里叶变换；Radon-Ambiguity 变换

文献标志码：A 中图分类号TN957.51doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1503-0049

基金项目：国家自然科学基金(No.61401469)。

作者简介：马垒（1990—），男，硕士生，主要研究方向为雷达信号处理，E-mail ：yexian_2008@https://www.360docs.net/doc/7a13318208.html, ；赵拥军（1963—），男，博士，

教授，博士生导师，主要研究方向为雷达信号处理、阵列信号处理；赵闯（1978—），男，讲师，主要研究方向为雷达信号处理、电子对抗等；朱健东（1982—），男，博士，工程师，主要研究方向为雷达信号处理和电子对抗。

收稿日期：2015-03-12修回日期：2015-06-15文章编号：1002-8331（2017）01-0134-08

CNKI 网络优先出版：2015-08-19,https://www.360docs.net/doc/7a13318208.html,/kcms/detail/11.2127.TP.20150819.1600.009.html

134万方数据