基于FRFT的復(fù)雜電磁環(huán)境下未知信號辨識.pdf

1、信息化戰(zhàn)爭中，由于作戰(zhàn)雙方在相對有限的戰(zhàn)場空間內(nèi)大量使用各種電子信息武器裝備、電子干擾設(shè)備以及探測系統(tǒng)，加上空間內(nèi)已有的眾多電磁輻射體，導(dǎo)致在該范圍內(nèi)形成了一個信號特征繁雜、信號密集度極大的電磁環(huán)境——復(fù)雜電磁環(huán)境。隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn)，復(fù)雜電磁環(huán)境將成為戰(zhàn)場環(huán)境的重要表現(xiàn)形態(tài)，并將對現(xiàn)有系統(tǒng)中的電子信息設(shè)備的效能發(fā)揮帶來多方面影響。在此背景下，為了提高電子信息武器系統(tǒng)的抗干擾能力，同時又能夠?qū)嵤┯嗅槍π缘仉娮痈蓴_，就要求對各種偵察及干

2、擾信號能夠?qū)崿F(xiàn)精、準(zhǔn)、快的檢測、分選與識別。然而，由于復(fù)雜電磁環(huán)境中的信號具有種類多、頻段寬、體制新、分布廣等特點，信號本身多呈現(xiàn)非平穩(wěn)特性，信號之間存在嚴(yán)重的時頻耦合。因此，要從如此復(fù)雜多變的環(huán)境中分選出未知的干擾信號極其困難，傳統(tǒng)的信號處理方法已無法勝任。
　　分?jǐn)?shù)階Fourier變換(FRFT, Fractional Fourier Transform)是一種新興的非平穩(wěn)信號處理方法，其具有較高的時頻分辨率，是一種全時域的線

3、性變換，不存在交叉項干擾問題，因此分?jǐn)?shù)階Fourier變換對分析和處理多分量時頻信號具有優(yōu)良的特性。本文將分?jǐn)?shù)階Fourier變換應(yīng)用到復(fù)雜電磁環(huán)境下未知信號的處理中，對典型時頻交疊信號的快速檢測與特征參數(shù)估計進(jìn)行了深入研究，主要體現(xiàn)在：
　　1、對分?jǐn)?shù)階Fourier變換的基本原理及性質(zhì)進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究，重點討論了基于分?jǐn)?shù)階Fourier變換的二維搜索檢測法以及基于分?jǐn)?shù)階頻譜四階原點矩的一維搜索檢測法的信號檢測原理，并通過仿真實驗

4、對兩種方法的檢測性能進(jìn)行了比較分析。
　　2、針對現(xiàn)有基于分?jǐn)?shù)階Fourier變換的Chirp信號參數(shù)估計算法具有一定的應(yīng)用局限性的問題，論文通過對實際觀測信號形式進(jìn)行分析，推導(dǎo)得出現(xiàn)有估計算法的估計誤差，在此基礎(chǔ)上提出了一種通用的參數(shù)估計方法，并且進(jìn)一步將新方法推廣應(yīng)用到了時變幅度Chirp信號的參數(shù)估計中。
　　3、研究并提出了兩種最佳分?jǐn)?shù)階Fourier變換旋轉(zhuǎn)角度的快速確定方法，即基于FRFT的Chirp信號快速檢測

5、方法。方法一，在研究了基于FRFT的Chirp信號欠采樣快速檢測算法的基礎(chǔ)上，從離散分?jǐn)?shù)階Fourier變換的角度出發(fā)，證明了將欠采樣技術(shù)推廣應(yīng)用于基于分?jǐn)?shù)階頻譜四階原點矩的Chirp信號檢測方法的可行性，進(jìn)而從欠采樣信號處理的角度，降低該Chirp信號一維搜索檢測方法的運(yùn)算量。第二種方法則是利用Chirp信號分?jǐn)?shù)階頻譜四階原點矩的對稱特性，推導(dǎo)得出最佳FRFT旋轉(zhuǎn)角度理論值與粗搜索檢測估計結(jié)果的差值，進(jìn)而在粗搜索的基礎(chǔ)上快速計算得到更

6、為準(zhǔn)確的最佳FRFT旋轉(zhuǎn)角度估計值。
　　4、針對當(dāng)前基于 FRFT的多分量時頻信號檢測中，一輪檢測迭代只檢測一個最強(qiáng)分量的情況，在研究了多分量Chirp信號間的遮蔽關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了一種基于分?jǐn)?shù)階頻譜四階原點矩的多分量Chirp信號快速檢測的閾值設(shè)置方法，利用該閾值設(shè)置方法可實現(xiàn)在一輪檢測迭代中同時檢測出未發(fā)生遮蔽的多個信號分量，進(jìn)而提高檢測效率。
　　5、在對復(fù)雜電磁環(huán)境的定義及構(gòu)建準(zhǔn)則進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，在一定范圍內(nèi)構(gòu)