1。3研究方法的发展状况
在世界而战的时候,因为军事上的需求,使得无线电技术的进展迅速。科学家和工程师们创造了雷达,通信,声纳等电子通讯设备,随着前端的电子设备的涌现和时用,使得从噪声中检测预估计信号的问题变得棘手。通过大量科学家的不断钻研,在普遍运用概率论与数理统计的基础上,逐渐确立了信号检测与估计理论。
由于线性调频信号的大范围运用,线性调频信号的检测与估计便是一个至关首要的重钻研难题。最初,法国数学家傅里叶提出了著名的傅里叶级数,经过不断发展和探索,已经在信号处理中占有十分重要的地位。因为Fourier变换无法描述信号的时频局域特征,1946年Gabon首次使用了短时Fourier变换。他的根本思路就是把信号分解成为很多极小的时间间隔,利用Fourier变换分析每一个时间间隔,这样来判断这时间间隔具有的频率。后来,又把Fourier变换的思路加以发展与延拓形成了小波变换。1932年,Wigner提出了Wigner分布,开始运用于量子力学的研究[3],1948年,由Villa将其引入信号分析领域。1970年,Mark提出了Wigner-Villa分布中具有交叉干扰项是极其重要的不足,然而它依旧成为了分析线性调频信号的至关重要的方式,因为其可以处理了短时Fourier变换某些方面具有的难题,而且它主要的一个性质就是具备清晰确定的物理意义,能够将解释信号能量在时域和频域中的分布。20世纪90年代,研究人员提出了快速算法,以致分数阶Fourier变换在信号处理领域中的重要性不言而喻。
1。4本文主要工作
本文开始先对线性调频信号进行了介绍,给出了其相关的定义式和频谱公式,接着阐
述了调频信号的处理方法。研究线性调频信号时,首先产生信号,因为分数阶傅里叶变换极其适当于处理线性调频信号,因此把它使用于此信号的处理中。下面具体阐述了分数阶的算法原理,线性调频信号的描述主要用四个参数,本文也分别对几个参数进行研究。
2线性调频信号
2。1线性调频信号的定义论文网
线性调频信号是一种频率随着时间变化而产生线性改变的信号。
瞬时频率w(t)呈现出线性变化: w(t)=w+kt (2。1)0
其中w表示时间为零时的频率,k表示频率改变得速率,当k<0时,频率随时间逐0
渐减小,当k>0时,频率随时间逐渐增大。在一般的调频系统中,振荡的频率因为随输入的信号电压变大或变小。抗干扰能力,抗多径衰落能力,信号带宽都会对数字调制产生影响。通常而言,在低信噪比的情况下,一个好的调制方案应具有较好的无码间干扰性能,占有较小的带宽,具有很好的抗多径衰落的能力等。
通常线性调频矩形脉冲信号的数学表达式为:
其解析表达式为
T
式(2。2)与(2。3)中的rect(T)为矩形信号
线性调频信号的频谱公式为
线性调频信号的结构图如下
图2。1信号的结构图
2。2线性调频信号的产生文献综述
雷达的工作原理:雷达主要通过电磁波进行工作,首先是产生电磁波,并向外释放出电磁波信号,当电磁波遇到物体时会产生回波,雷达接受回波信号,并且通过回波信号计算出该物体的位置,状态,方位等相关信息。当产生的线性调频信号通过发射器发射出去时,最重要的工作是及时对目标信号的回波信号进行分析,被测物体的所有信息都可以通过回波信号计算出来,在雷达显示频上成像。通过计算发射信号与回波信号的时间差,可以计算出物体与雷达的距离;通过角度变换和距离可以测量出物理的高度;通过雷达和目标之间的相对运动产生的多普勒效应,可以计算出物体的速度。