多分量线性调频信号检测方法

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1、万方数据信号与信息处理多分量线性调频信号检测方法王令欢1，李钊2，赵训辉3，马红光1(1．第二炮兵工程学院，陕西西安710025；2．第二炮兵工程学院驻石家庄地区军事代表室，河北石家庄050081；3．第二炮兵工程学院驻7103厂军事代表室，陕西西安710100)摘要现代雷达体制下，线形调频(LF’M)信号是一种常用的脉冲压缩雷达信号。为了精确获取多分量线性调频信号中分量的数量，引入聚类方法对LFM信号的Radon～时频分析结果进行聚类分析，同时完成多个分量的检测；为了减少聚类分析的输人数据集和提高计算效率，对R8don一时频分析结果进行了近似零

2、均值处理，并分析了不同信噪比情况下的处理结果。仿真和试验结果表明：在较低信噪比条件下，这种方法可有效地检测多分量L蹦信号中分量数和进行参数估计。关键词线形调频信号；聚类；信号检测；参数估计中圈分类号’矾957．51文献标识鹤AMuti—componentLimarFMSig肋lDetecti伽BasedonCl髑teringWANG¨ng—huanl，UZha02，ZHA0Xun—hui3，MAHong—guan91(1．zksec0以A玎iZ研E，刨聊洲昭cDf妇e，舡’∞鼢口船i710025，蕊讥口；2．Z‰删此。可j卸resem锄溉Qf阮e

3、讯Sh洳h∞增，Sh洳h眦愕虢6ei05008l，C妇协；3．77le胧玩∞，脚船e删泐呖凹讥f砌o，y7103，皿’口n鼽口麟i7lOloo，现打m)Ab毒itractIJine盯FM(urM)signalisacommoIlly—usedpulsecompressionradarsigTIalinmodemmdarsy8tem．’11leclusteringalgori出mwasintroducedtoget出eIlumberoftllepinnacksin出eresult“thetime—f沁quency腽8ly8isandRadontra

4、nsformofthemulti—componentLFMsignal，andtofinishthedetectionofthecomponent8oftheLFMsi印a1．Meanwhile，舳印pmachcalledNearZemMean，forreducingt}lepointnumberoftheinputd8ta—setforclu8tering，wasproposedtoimpmvetllecomputatione蚯ciency．Thesimulationresultsdepict山atthi88pproachise饪icientf

5、or‰detectionandp哪metere8timationofthem出一componentUMsi弘alw汕lowSNR．KeywordsLFM；clusteriIlg；8igrIaldetection；paL啪eterestimation0引肓基于时频分析和Radon变换的方法已经被证明是一种有效的检测线性调频(LFM)信号的方法。文献[1—3]中，在对多分量LFM信号进行时频分析和Radon变换后，先用搜索最大值的方法确定某个uM信号参数，再利用窄带滤波器将已知分量信号滤除。但是，有几个问题需要考虑：由于噪声无法确定最大值何时不再由分

6、量LFM信号形成；其次当各个分量之间在频谱上存在频率交叉或者滤波器性能无法满足信号要求时，对某分量信号的滤波可能导致其他分量信号的能量损失，从而带来参数估计的误差。为此，本文改进逐个分离LFM分量信号的方法，引入聚类算法对多个尖峰进行聚类，每个尖峰对应一个LFM分量信号，完成LFM信号中多个分量的1620晰RamoE呜i心ri雌v01．36No．11检测；为了提高计算效率，文章提出一种“近似零均值”的方法来减少聚类算法中输入数据集中的数据点数。最后在低信噪比(RsN)>一8dB情况下进行仿真试验，其结果表明，本文提出的方法在低R。N情况下能完成对

7、尖峰的聚类，实现多分量LFM信号检测，从而证明了本文方法的有效性。1№n一时频分析设LFM信号形式为：s㈤=莩cos(2Ⅱ(豇+{幻2))+础)(1)式中，五是LFM信号的初始频率；危。是LFM信号的调频斜率；n(f)是噪声。本文采用短时Fourier变换(sTFT)作为时频分收稿日期：2006．05一09万方数据信号与信息处理析方法HJ。其定义式为：sTFr，(t，∞)=』s(r)t口(r—t)e—J“。dr(2)式中，删(￡)为时域窗函数。由于线性调频信号在脉冲宽度内频率随着时间而线性变化，故其时频分析的结果是信号在时频平面上呈现为具有一定斜

8、率的直线。假设彤(￡，∞)为平面(t，∞)上的二维函数，Radon[4j变换是旋转投影积分的过程，其表达式为：Radon舻(Ⅱ，口)=』