基于脉冲积累的LFM 脉冲调制斜率的ML 估计方法

汝小虎,王 聪,李 悦,姜文利

(1.国防科学技术大学 电子科学与工程学院, 长沙410073;2.海军航空工程学院 电子信息工程系,山东 烟台264000;3.解放军61541 部队, 北京100094)

1 引 言

线性调频信号作为一种大时宽-带宽积信号在脉冲压缩雷达中有重要的应用,准确估计出它的参数对雷达的干扰和个体识别等有重要意义。

已有很多文献研究了LFM 信号的参数估计问题,包括T.J.Abatzoglou 提出的载频和调制斜率联合估计的ML 方法[1]、P.M.Djuric 等人提出的解相位方法[2]、S.Peleg 等人提出的离散多项相位变换(Discrete Polynomial-Phase Transform, DPT)方法[3],以及基于chirp 傅里叶变换方法[4]等。但是这些研究都只针对一个信号,当信号信噪比较低时,其性能会受到很大影响。如解相位方法的信噪比门限为8 dB左右,DPT 方法在信噪比为0 dB时估计方差会比克拉美-罗限(Cramér-Rao Lower Bound, CRLB)高出约60%。文献[5]和[6]分别改进了解相位方法和DPT方法,但对调制斜率估计精度的提高程度有限。另外,这些LFM 信号参数估计方法常常要在离散的频域或二维平面上进行极值搜索,其准确度和时间效率无法兼顾。

在实际环境中截获到的具有相同调制波形的雷达脉冲不止一个,而且对LFM 信号感兴趣的往往只是它的调制斜率。但是针对多个LFM 脉冲信号的调制斜率估计问题,尚未发现有文献提出解决方法。本文提出的方法首先基于脉冲积累得到信噪比较高的调制波形估计,接着解出相位,之后用最小二乘法估计调制斜率。其关键步骤是估计调制波形,典型方法是Howard 提出的ML 估计方法[7],本文研究了其近似的快速计算方法,给出了其适用条件。……