分?jǐn)?shù)階Fourier變換的高動(dòng)態(tài)信號(hào)參數(shù)估計(jì).pdf

1、高動(dòng)態(tài)信號(hào)，又稱多項(xiàng)式相位信號(hào)，是自然界中普遍存在的一種信號(hào)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(hào)分析等相關(guān)領(lǐng)域。因此高動(dòng)態(tài)信號(hào)的時(shí)頻表示、檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)是這些領(lǐng)域需要解決的共性問(wèn)題。
　　 高動(dòng)態(tài)信號(hào)的相位參數(shù)估計(jì)已有較多的方法，但計(jì)算量過(guò)大，效率不高；窄帶二階動(dòng)態(tài)信號(hào)(也稱線性調(diào)頻信號(hào))的波達(dá)方向(DOA)估計(jì)已有較為完善的理論體系，但實(shí)際應(yīng)用中遇到的寬帶二階動(dòng)態(tài)信號(hào)和高于二階的動(dòng)態(tài)信號(hào)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(jì)。
　　 本文針對(duì)二階和三階動(dòng)態(tài)信號(hào)相位參數(shù)估計(jì)以及DOA估計(jì)問(wèn)題做了如下工作：
　　 1.針對(duì)多分量二階動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)頻分布中存在交叉項(xiàng)干擾的問(wèn)題，研究了線性調(diào)頻(LFM)信號(hào)在分?jǐn)?shù)階Fourier(FRF)域的時(shí)頻特性。與Wigner-Ville分布(WVD)、短時(shí)傅里葉變換(STFT)等時(shí)頻工具相比，有效的避免了交叉項(xiàng)干擾問(wèn)題。
　　 2.研究了分?jǐn)?shù)階

3、Fourier變換(FRFT)的二階動(dòng)態(tài)信號(hào)相位參數(shù)估計(jì)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(hào)參數(shù)估計(jì)方法，即用信號(hào)延時(shí)相關(guān)解調(diào)的方法得到調(diào)頻斜率的粗略估計(jì)，從而得到分?jǐn)?shù)階旋轉(zhuǎn)角度的范圍，簡(jiǎn)化為小范圍的一維搜索問(wèn)題，從而精確地估計(jì)出信號(hào)最佳能量聚集時(shí)的參數(shù)；另一種快速算法為分級(jí)迭代方法，即先設(shè)定一個(gè)相對(duì)較大的分?jǐn)?shù)階搜索步長(zhǎng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階Fourier變換，然后在估計(jì)出的分?jǐn)?shù)階初值周圍縮小搜索步

4、長(zhǎng)對(duì)信號(hào)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(dòng)態(tài)信號(hào)相位參數(shù)估計(jì)算法，高動(dòng)態(tài)信號(hào)可以通過(guò)多項(xiàng)式變換得到線性調(diào)頻信號(hào)，然后運(yùn)用分?jǐn)?shù)階Fourier變換便可進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。
　　 4.研究了基于分?jǐn)?shù)階Fourier變換的寬帶LFM信號(hào)DOA估計(jì)，該算法首先將寬帶LFM信號(hào)轉(zhuǎn)化為FRF域，再用常規(guī)的方法進(jìn)行DOA估計(jì)；同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)中的相干信號(hào)，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(hào)DOA估計(jì)算法，即用虛擬陣列變換法對(duì)相干信號(hào)進(jìn)行解相干，再用ESPRIT算法進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)。
　　 5.研究了一種基于FRFT的三階動(dòng)態(tài)信號(hào)DOA估計(jì)算法。該算法首先通過(guò)多項(xiàng)式相位變換，估計(jì)出高動(dòng)態(tài)信號(hào)的最高階相位系數(shù)，從而可以消除最高階項(xiàng)。運(yùn)用這一降階思想，依次消除高階項(xiàng)，這樣高動(dòng)態(tài)信號(hào)可降為L(zhǎng)FM信號(hào)，然后將寬帶的LFM信號(hào)轉(zhuǎn)化為FRF域窄帶的平穩(wěn)信號(hào)。在相應(yīng)的FRF域，