[发明专利]一种实线性调频信号的分数阶信道化接收方法

摘要

本发明公开了一种实线性调频信号的分数阶信道化接收方法，属于雷达信号侦察领域。本发明针对宽带线性调频信号侦察接收问题，利用分数阶傅里叶域滤波器替代传统傅里叶域滤波器，通过分数阶域滤波器的分数阶傅里叶变换阶次选择和窄带滤波器的二次滤波，在聚焦输入宽带实线性调频信号的同时有效降低了实线性调频信号中非聚焦复分量对聚焦信道输出的影响，为后续信号处理降低了难度，并且可以通过快速傅里叶变换算法实现，计算复杂度低，为雷达侦察中宽带LFM信号的有效截获提供了有效的工具。

主权项

1.一种实线性调频信号的分数阶信道化接收方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对当前脉冲的接收信号以预设的ΔT为间隔进行时域采样，得到长度为N＝T/ΔT的序列x(n)，T为脉冲宽度；步骤二、对步骤一中接收到的信号进行调频率估计，获得其中存在的实线性调频信号的两个复分量的调频率值，选择其中的正调频率值a建立分数阶傅里叶域带通滤波器组{h_k，p(n)}_{k＝0，1，...，K-1}，其中第k个滤波器表示为h_k，p(n)即：其中p为正调频率值a所对应的分数阶傅里叶域聚焦阶次，k为信道编号，0≤k≤K-1，K为预先设定的信道数，M为预先设定的抽取因子，并且K＝MF，F为预设的正整数，h₀(n)为传统傅里叶域低通滤波器，其通带截止频率为B_p＝π/K，阻带截止频率为B_s＝2π/K；步骤三、对步骤一中得到的x(n)采用步骤二建立的带通滤波器组{h_k，p(n)}_{k＝0，1，...，K-1}进行分数阶傅里叶域滤波并M倍下抽取，得到的输出信号{y_k，p(m)}_{k＝0，1，...，K-1}，其中第k路信道输出表示为y_k，p(m)即：其中表示时域卷积；步骤四、对步骤三中得到的各信道输出{y_k，p(m)}_{k＝0，1，...，K-1}进行信道判断，当信号能量跳变增大并维持V₁个时刻时，认为该信道中第一个能量跳变增大的点为信号起始点，即第n时刻开始能量跳变增大并至少维持V₁个时刻时，认为第n时刻为起始点；同理，当第n时刻开始信号能量跳变减小并至少维持V₂个时刻时，认为第一个能量跳变减小的点为信号终止点，将信号起始点和信号终止点认为是一段信号起止标志；若没有起始点，则认为该信道无信号输出；由各信道信号起始点与终止点得到各信道有效信号长度，第k信道输出有效信号长度 表示为N_k，搜索所有K个信道得到N_k的最大值N_m，N_m所在信道编号为k_m，将作为聚焦信道输出；步骤五、对步骤四得到的第k_m路输出信号中信号起始点和终止点之间的共N_m点有效数据进行N_m点p阶分数阶傅里叶变换，得到即：其中Δu＝2πsin(pπ/2)/(N_m·Δt)为p阶分数阶傅里叶域采样间隔，F₁[·]表示傅里叶变换，搜索的最大值，得到对应该点的坐标为N₀，得到信号的起始频率的估计值为f₀＝(N₀-1)/(N_m·MΔt)；步骤六、由步骤五中得到的信号起始频率估计值f₀判断步骤四中得到的聚焦信道输出是否受非聚焦分量基底影响：当0＜f₀＜1/2Δt时，若判定聚焦信道输出未受非聚焦分量基底影响，若判定聚焦信道输出受到聚焦分量基底影响；当1/2Δt＜f₀＜1/Δt时，若判定聚焦信道输出未受非聚焦分量基底影响，若判定聚焦信道输出受到聚焦分量基底影响；当判定当前聚焦信道输出未受非聚焦分量基底影响时，聚焦输出即为对接下来后续脉冲的接收信号重新从步骤一开始执行处理；当判定当前聚焦信道输出受到聚焦分量基底影响时，进行后续步骤以降低此影响；步骤七、由步骤四中得到的第k_m信道的信号长度N_m设计p阶分数阶傅里叶域二次滤波滤波器即：其中h′₀(n)为傅里叶域带通滤波器，其通带截止频率为2/(N_mM·Δt)，阻带截止频率为4/(N_mM·Δt)；步骤八、利用步骤七中得到的对步骤六中判定受到非聚焦分量基底影响的进行p阶分数阶傅里叶域滤波，得到最终输出即：其中表示时域卷积；步骤九、由步骤五中得到的起始频率估计值f₀确定极限阶次选择满足：其中，表示对结果下取整；步骤十、由步骤九中得到的阶次设计阶分数阶傅里叶域上的带通滤波器组其中第k个滤波器表示为即：对当前脉冲的每个后续脉冲的接收信号依次以Δt为间隔进行时域采样，每个后续脉冲采样后得到长度为N＝T/Δt采样序列x′(n)，对这些采样序列依次进行阶分数阶傅里叶域滤波并M倍下抽取，滤波器为得到最终输出即：