技术摘要：
本发明提出了一种基于改进的吕分布LVD的线性调频信号参数估计方法，属于雷达信号处理技术领域，旨在解决现有技术中参数估计精度不高的技术问题。实现步骤为：采集多分量线性调频信号；提取信号在时间变量‑延迟变量域中的自相关特征；获取改进的LVD在调频率‑中心频率  全部
背景技术：
线性调频(Linear  Frequency  Modulation,LFM)信号是一种典型的非平稳信号， 其频率随时间的变化而线性改变，因线性调频的特点可以同时保留连续信号和脉冲的特 性，并且可以获得较大的压缩比，有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率，广泛的应用于 雷达、通信、声呐、生物医学和地震勘探等领域。 近年来，随着科学技术的发展，特别是航空航天技术、现代隐身技术、高超音速飞 行器、高精度跟踪和高分辨成像技术的不断发展和日益成熟，众多目标通常具有远距离、低 可观测、强噪声的特点，从而使雷达接收到的信号信噪比较低，假设有多个辐射源或者不同 散射点，雷达接收到的信号也具有多分量形式，所以对雷达接收到的信号精确的参数估计 可以有效的揭示各信号的固有特征并且区分多目标，进而更为精确地反映目标及其周围环 境的特性。中心频率和调频率这两个参数可以确定一个线性调频信号，所以对这两个参数 进行精确估计在现代科技发展中占据重要作用。 抗噪性能是衡量雷达接收信号参数估计精度的重要指标，抗噪性能越强表明参数 估计的精度越高，计算复杂度是衡量估计效率的重要指标，计算复杂度越低表明参数估计 的效率越高。然而，抗噪性能往往与信号的峰值旁瓣比，交叉项抑制有关，峰值旁瓣比越高， 交叉项抑制越强表明能量聚焦性越好，从而提升了信号的抗噪性能，进一步提高参数估计 的精度。 为了提高估计性能，以短时傅里叶变换(Short-Time  Fourier  Transform,STFT) 为代表的线性时频分析和以维格纳-维利分布(Wigner-Ville  Distribution,WVD)为代表 的双线性时频分析被提出。在参数估计中，由于线性时频分析无法同时满足高的频域分辨 率和高的时域分辨率而采用双线性时频分析，然而双线性时频分析对单分量线性调频信号 具有良好的能量聚焦性，但当线性调频信号分量较多时，双线性时频分析不可避免的具有 严重的交叉项，为了抑制交叉项，现有技术中如，Xiaolei  Lv和Guoan  Bi  2011年在IEEE  Transactions  on  Signal  Processing国际期刊第59卷第8期发表文章“Lv’s  Distribution:Principle,Implementation,Properties,and  Performance”中，公开了一 种基于吕分布(Lv’s  Distribution,LVD)的线性调频信号参数估计方法，实现步骤为：获取 多分量线性调频信号；建立参数对称的自相关函数；对建立的自相关函数进行尺度操作；分 别以尺度变换后时间变量和延迟变量为变量对获得的尺度变换后的信号进行两维傅里叶 变换，获得LVD的能量谱；估计线性调频信号的参数。该方法首先引入了延时常量，可以进一 步扰乱交叉项的积累和交叉项强度到自项峰值的比率，提高了自项的抗噪性能，增加了自 项的能量积累，从而提高了参数的估计精度，但在LVD中，延时常量固定的被令为1秒，当积 累的总时间大于1秒时，延时常量因为小于积累的总时间而导致LVD的交叉项抑制表现较 4 CN 111610503 A 说　明　书 2/6 页 差，因此，在LVD中，因延时常量固定的被令为1秒使交叉项抑制具有局限性，为了打破此局 限性，现有技术中如，J .Zheng和H .Liu  2017年在IEEE  Transactions  on  Signal  Processing国际期刊第65卷第24期发表文章“Parameterized  centroid  frequency-chirp  rate  distribution  for  LFM  signal  analysis  and  mechanisms  of  constant  delay  introduction”中，公开了一种基于PCFCRD的线性调频信号参数估计方法，实现步骤为：获 取多分量线性调频信号；建立参数对称的相关函数；以延迟变量为变量对相关函数进行傅 里叶变换；对傅里叶变换后的结果进行解调频；以时间为变量对解调频后的信号进行傅里 叶变换；估计线性调频信号的参数。该方法由于延迟常量大于等于积累的总时间，从而有效 的抑制了交叉项，但是此方法在获取采集信号的能量谱时，积累变量与被积函数中的变量 不一致，影响能量的积累聚焦，从而导致参数的估计精度不高。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种基于改进的LVD的线性 调频信号参数估计方法，旨在提高参数估计的精度。 为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤： (1)采集多分量线性调频信号： 通过雷达的接收机设备，采集雷达天线接收的多分量线性调频信号s(t)： 其中，t表示采集信号时的时间变量，t∈[-T,T]，T表示采集信号时t的上限时间， si(t)表示第i个线性调频信号，n(t)表示功率为σ2的加性平稳零均值复高斯白噪声，K表示 线性调频信号总数，K≥1，∑{}表示累加求和，exp[·]表示以自然对数e为底的指数函数，j 表示虚数， Ai、a1,i和a2,i分别表示si(t)的幅值、中心频率和调频率； (2)提取s(t)在时间变量-延迟变量域中的自相关特征： (2a)将s(t)沿着时间轴向时间减小的方向平移 得到平移后的信号s1(t)： 其中，τ表示延迟变量，h表示延时常量，h≥T； (2b)将s(t)沿着时间轴向时间增大的方向平移 得到平移后的信号s2(t)： (2c)对s2(t)取复共轭，得到取复共轭后的信号s *2 (t)： 5 CN 111610503 A 说　明　书 3/6 页 s *2 (t)＝conj[s2(t)] 其中，conj[·]表示取复共轭操作； (2d)通过s1(t)和s *2 (t)提取s(t)在时间变量-延迟变量域中的自相关特征R(t, τ)： R(t,τ)＝s1(t)s *2 (t) (3)获取改进的LVD在调频率-中心频率域中的谱特征： (3a)以(τ h)t为变量对R(t,τ)的时间维进行傅里叶变换，得到s(t)在调频率-延 迟变量域中的模糊函数x(γ,τ)： 其中，γ表示(τ h)t对应的调频率变量； (3b)以τ为变量对x(γ,τ)的延迟维进行快速傅里叶变换，得到改进的LVD在调频 率-中心频率域中的谱特征X(γ,f)，其中，f表示τ对应的中心频率变量； (4)搜索改进的LVD的谱的峰值获取多分量线性调频信号的参数估计结果： 在调频率-中心频率域中搜索X(γ,f)的峰值坐标(γ1 ,f1)，(γ2 ,f2)，…，(γi , fi)，…，(γK,fK)，并将γi和fi分别作为si(t)的调频率和中心频率的估计值，其中，(γi,fi) 表示第i个坐标； 本发明与现有技术相比，具有如下优点： 本发明在获取采集的线性调频信号的能量谱时分为两个步骤，步骤一：获取参数 对称的自相关函数的模糊函数，步骤二：以延迟变量为变量对获取的模糊函数进行快速傅 里叶变换，在步骤一中，积累变量和被积函数中的变量一致，属于典型的时频变换方法，使 获得的谱能量具有较高的抗噪性能，因此，与现有技术相比，本发明可以获得较高的参数估 计精度。 附图说明 图1是本发明的实现流程图。 图2是本发明与现有技术能量谱的对比仿真图。 图3是本发明与现有技术输出信噪比的对比仿真图。 图4是本发明与现有技术峰值旁瓣比的对比仿真图。