微弱LFM信號的FrFT檢測能力分析

田建勇1, 石林江1，張曉光

(1.安順學院 電子與信息工程學院, 貴州 安順 561000；2.遼東學院 機械電子工程學院,遼寧 丹東118000)

1 引 言

線性調頻(Linear Frequency Modulated,LFM)信號廣泛應用于雷達、通信、聲吶以及電子對抗等電子信息系統中，對未知LFM信號的檢測在雷達目標參數測量、地震信號檢測、電子情報目標識別等諸多領域中有著不可替代的作用[1]。在這些應用場合中，均需要完成微弱LFM信號檢測。目前，應用最為廣泛的微弱LFM信號檢測方法是基于時頻分析的方法。該類方法首先利用時頻變換(短時傅里葉變換[2]、Winger變換[3]、Ambiguity變換[4]等)獲取信號的時頻分布，然后基于Radon變換或Hough變換等檢測手段實現LFM信號檢測，其檢測本質是提取LFM信號在時頻分布中的直線特征。這類方法的缺陷在于需要首先計算信號的二維時頻分布，再進行直線特性變換后依靠二維峰值搜素實現信號檢測，計算量較大，對硬件性能要求很高。

分數階傅里葉變換(Fractional Fourier Transform,FrFT)最早用于解決量子力學中的微分方程問題[5]。文獻[6]證明了FrFT與Wigner變換之間的等價關系，指出了FrFT本質上是一種時頻旋轉算子，奠定了FrFT處理LFM信號的理論基礎[7-10]。FrFT的時頻旋轉功能可以將LFM信號累積為一個峰值，即使在低信噪比下也具有很好檢測性能，并且FrFT在檢測LFM信號的同時還能估計出信號的中心頻率和調頻率，同時實現了信號檢測和參數估計。但是，許多應用場合需要對微弱LFM信號進行檢測，而目前缺乏對FrFT檢測微弱LFM信號能力的分析，影響了FrFT檢測LFM信號的實際應用。

針對此問題……