分?jǐn)?shù)階Fourier變換的高動態(tài)信號參數(shù)估計.pdf

1、高動態(tài)信號，又稱多項式相位信號，是自然界中普遍存在的一種信號模型。廣泛應(yīng)用于各種信息系統(tǒng)中，如通信、雷達(dá)、生物醫(yī)學(xué)、地震信號分析等相關(guān)領(lǐng)域。因此高動態(tài)信號的時頻表示、檢測和參數(shù)估計是這些領(lǐng)域需要解決的共性問題。
　　 高動態(tài)信號的相位參數(shù)估計已有較多的方法，但計算量過大，效率不高；窄帶二階動態(tài)信號(也稱線性調(diào)頻信號)的波達(dá)方向(DOA)估計已有較為完善的理論體系，但實際應(yīng)用中遇到的寬帶二階動態(tài)信號和高于二階的動態(tài)信號的情況，現(xiàn)有

2、的大多方法都是建立在窄帶的基礎(chǔ)之上，不能有效的進(jìn)行DOA估計。
　　 本文針對二階和三階動態(tài)信號相位參數(shù)估計以及DOA估計問題做了如下工作：
　　 1.針對多分量二階動態(tài)信號時頻分布中存在交叉項干擾的問題，研究了線性調(diào)頻(LFM)信號在分?jǐn)?shù)階Fourier(FRF)域的時頻特性。與Wigner-Ville分布(WVD)、短時傅里葉變換(STFT)等時頻工具相比，有效的避免了交叉項干擾問題。
　　 2.研究了分?jǐn)?shù)階

3、Fourier變換(FRFT)的二階動態(tài)信號相位參數(shù)估計的兩種快速算法。一種為分?jǐn)?shù)階Fourier變換與解線調(diào)技術(shù)相結(jié)合的快速LFM信號參數(shù)估計方法，即用信號延時相關(guān)解調(diào)的方法得到調(diào)頻斜率的粗略估計，從而得到分?jǐn)?shù)階旋轉(zhuǎn)角度的范圍，簡化為小范圍的一維搜索問題，從而精確地估計出信號最佳能量聚集時的參數(shù)；另一種快速算法為分級迭代方法，即先設(shè)定一個相對較大的分?jǐn)?shù)階搜索步長對信號進(jìn)行分?jǐn)?shù)階Fourier變換，然后在估計出的分?jǐn)?shù)階初值周圍縮小搜索步

4、長對信號進(jìn)行分?jǐn)?shù)階Fourier變換，依次循環(huán)直至達(dá)到要求的精度。
　　 3.研究了分?jǐn)?shù)階Fourier變換的三階動態(tài)信號相位參數(shù)估計算法，高動態(tài)信號可以通過多項式變換得到線性調(diào)頻信號，然后運用分?jǐn)?shù)階Fourier變換便可進(jìn)行參數(shù)估計。
　　 4.研究了基于分?jǐn)?shù)階Fourier變換的寬帶LFM信號DOA估計，該算法首先將寬帶LFM信號轉(zhuǎn)化為FRF域，再用常規(guī)的方法進(jìn)行DOA估計；同時，結(jié)合現(xiàn)實中的相干信號，提出了分?jǐn)?shù)階F

5、ourier變換和虛擬陣列相結(jié)合的寬帶相干LFM信號DOA估計算法，即用虛擬陣列變換法對相干信號進(jìn)行解相干，再用ESPRIT算法進(jìn)行波達(dá)方向估計。
　　 5.研究了一種基于FRFT的三階動態(tài)信號DOA估計算法。該算法首先通過多項式相位變換，估計出高動態(tài)信號的最高階相位系數(shù)，從而可以消除最高階項。運用這一降階思想，依次消除高階項，這樣高動態(tài)信號可降為LFM信號，然后將寬帶的LFM信號轉(zhuǎn)化為FRF域窄帶的平穩(wěn)信號。在相應(yīng)的FRF域，