ez基于时频分析的线性调频信号检测

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1、万方数据第27卷第6期增刊2006年6月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentV01．27No．6Jun．2006基于时频分析的线性调频信号检测王霄(浙江师范大学金华321004)摘要目前经典信号处理技术即时域和频域分析方法，已不能满足信号检测的需要，时频联合的分析方法逐渐成为分析很多信号的强有力工具，尤其是处理频谱随时间变化的非平稳信号，例如处理线性调频信号(LFM)。本文对LFM信号的时域特性和时频联合特性进行比较，将模糊度函数分析方法引入到非平稳信号分析中来，并通过对实际雷达信号的检测，来说明LFM信号采用时频分析的优

2、越性。关键词时频分析信号处理模糊度DetectionofLFMsignalsbasedontime—frequencyanalysiswangXiao(ZhejiangNormalUniversity，Jinhua321004，China)AbstractTheclassicalsignalprocessingmethodssuchastime—domainanalysisandfrequency—domainanalysispossessdisadvantagesindealingwithsignals．Incontrast，thejointtime-frequenc

3、ysignalrepresentationisapowerfultoolforanalyzingavarietyofsignals，especiallywhentime—varyingnon-stationarysignalslikeLFMsignalsareprocessed．Thispaperintroducesambiguityfunctionanalysismethodintonon-stationarysignalanalysisandcomparesthetime-domainanalysiswithjointtime—frequencyanalysison

4、LFMsignals．Bymeasuringtheactualradarsignal，thesuperioritiesoftime—frequencyanalysisonLFMsignalsareindicated．Keywordstime—frequencyrepresentationsignalprocessingambiguityfunction1引言在雷达系统中采用高距离分辨率信号具有很多优越性，线性调频信号(LFM)是雷达系统中较常采用的高距离分辨率信号，它通过在脉冲持续期间内频率的连续线性变化来获取大的信号带宽。通常，我们可以认为雷达信号遇到目标后的反射信号

5、近似于LFM信号，仅在时域或频域内对LFM信号进行检测是很困难的。目前，时频联合的分析方法已经成为分析很多信号的强有力工具，尤其是当人们处理频谱随时间变化的非平稳信号，例如雷达信号。时频分析的最终目的就是要建立一种分布，以便能在时间和频率上同时表示信号的能量或者强度，得到这种分布后，就可以对各种信号进行分析处理，提取信号所包含的特征信息。2基于时频分析的线性调频信号检测2．1线性调频信号及其时域分析通过计算机模拟一个LFM信号表示为：s(t)一ej2“‘‘+o·5p“‘(1)式中：f0为初始频率，p为调制斜率。图1(a)所示为加了噪声的线性调频信号，通常线性调频信号通过

6、匹配滤波器的输出以观察信号的情况，这个结果在时间域上很容易得到。经过匹配滤波之后，脉冲的宽度变窄，当信号振幅一定时，可以加大脉冲宽度来增加信号能量，同时用增大调频宽度的办法，保持输出脉冲宽度在允许的范围内。如果压缩网络是无源的，输出脉冲振幅增大为原来的湎倍，D为输入信号和输出信号脉宽之比，即压缩比。例如，对给出的LFM信号进行匹配滤波，得到该信号的时域分析波形如图1(b)所示。万方数据1246仪器仪表学报第27卷050100150200250300Time(a19k札、．．⋯一⋯。。卅，u1001，u200250300350400450500Time(b1图1加了噪声的

7、线性调频信号由时域分析波形图可知，时域的分析无法给出信号的频率信息，也就无法得知信号的能量和强度。2．2线性调频信号的时频分析时频分析中，魏格纳一维尔分布(WVD)是一种常用的方法，对非平稳信号的分析非常有利，信号x(t)的WVD定义为：rws(t，co)一IS(t+r／2)S’(t—r／2)e-孙⋯dr(2)JWVD本质上是双线性变换，对于多分量信号会出现交叉项，特别是当信号中含有2个以上的分量时，每一对分量之间都会产生交叉项，这是WVD的一个重大缺陷。虽然采用平滑技术，提出了利用减小交叉项分布来减小交叉项的影响，但平滑处理不仅会丧失W