一种基于降调频的宽带LFM信号DOA估计算法

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1、第27卷第4期航天电子对抗43一种基于降调频的宽带LFM信号DOA估计算法张佳，贾鑫，尹灿斌，陈颖颖，高阳(装备指挥技术学院光电装备系，北京101416)摘要：传统的宽带LFM信号DOA估计算法，是直接对信号进行估计，为满足采样定理，需要很高的采样频率，数据量和运算量巨大。针对这一问题，提出一种基于降调频的宽带LFM信号DOA估计算法，采用基于改进谱形熵的自适应降调频技术，通过若干次降调频，将宽带LFM信号带宽降到接收机可以处理的范围内，再利用窄带LFM信号DOA估计算法估计到达角，最后通过仿真验证该算法能够有效地降低采样频率和运算量。关键词：谱形熵；降调频；时频分析；DOA中图

2、分类号：TN971．1文献标识码：AAwidebandLFMsignalDOAestimationalgorithmbasedOildown-chirpZhangJia，JiaXin，YinCanbin，ChenYingying，GaoYang(Dept．ofPhotoelectric&ElectronicWarfareEquipment。AcademyofEquipmentCommand&Technology，Beijing101416，China)Abstract：ThetraditionalwidebandLFMsignalDOAestimationalgorithmsde

3、alwithdatadirectly，SOtheyneedveryhighsampling—frequencyforsamplingtheorem，whichleadstothatthequantityofdataandprocess—ingisverylarge．Anadaptivedown=chirptechnologybasedonPuxingshangisputforwardtodisposethisprob—lem．Throughsometimesdown-chirp，thebandwidthcanbedowntoanarrowbandthatcouldbeproces

4、sedbyreceivers．AndthenthenarrowbandalgorithmcanrealizeDOAestimation，suchtime-frequency-MUSiCalgo—rithm．Simulationresultsdemonstratethatthealgorithmreducesthequantityofdataandprocessingeffectively．Keywords：Puxingshang；down-chirp；time-frequencyanalysis；DOA0引言够处理的带宽范围内，再按照窄带的方法估计到达角。1基本原理现有的LFM信

5、号DOA估计方法多为基于空间时频分布的思想，用空间时频分布代替传统DOA估1．1宽带阵列模型计中的协方差矩阵，适当的选取时频点，集中信号能信号以到达角入射到某一M元阵列，设阵列参量，能够有效地提高子空间类算法对噪声的鲁棒性，但考点接收到的LFM信号为：大多数算法针对的是窄带模型。直到2000年，Gersh-5()=Aexp(j2n(f0t+1／2#t。)+j)(1)man和Amin才将空间时频分布应用于宽带LFM信式中A为信号幅值，，0为信号的起始频率，为调频号DOA估计中。此后文献等对算法提出了若干改斜率，伽为初始相位。为了分析方便且不失一般性，进，但为满足采样定理的要求，宽带

6、信号需要很高的采设A为1，则阵元i的输出为：样速率，这就导致数据量和运算量的增加。为了降低S()=exp(j2n(fo(￡一1．／)+1／2(￡一)+j)+()采样速率，进而减少数据量和运算量，本文提出一种基=exp(一j2n((fo+￡)r—r／2))s()+(￡)于降调频的宽带LFM信号处理算法，该算法采用一=a()s(￡)+()i=1，2，⋯，M(2)种新的自适应降调频技术，将信号带宽降到接收机能式中=(i一1)dsinO／a=(i一1)dsinOf,c为阵元延迟，厂f=fo+￡为瞬时频率，(￡)为阵元接收信号时的噪声，a(￡，厂f)为方向向量。则对于阵列总的输出：收稿日期

7、：2011—03—14；2011—05—16修回作者简介：张佳(1985一)，男，硕士研究生，研究方向为信号处理、Js(￡)=A(t，，f)s(￡)+』v(￡)(3)电子对抗。式中

8、s(￡)=[sl(￡)，s2()，⋯，SM(￡)]，A(t，)=al(￡，44航天电子对抗2011(4))，n2(t，)，⋯，aM(t，)]，N(￡)=Ll()，2(￡)，⋯，为信号时频分布矩阵，W(t，厂)与w(t，厂)为信号与(f)]，从式(3)可以看出，该方向向量不仅与到达角噪声的互时频分布，w