基于改进精估计与FrFT的Chirp信号参数估计

摘要

为了解决Chirp信号参数估计在低信噪比下保持高精度等问题,提出了一种基于粗精二次估计的Chirp参数算法.粗估计采用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FrFT),能够在低信噪比下检测到Chirp信号并估计出调频率的范围.同时,提出了一种FrFT插值算法提高FrFT估计中心频率的精度.精估计根据信号能量和周期长度一定时Chirp信号频谱幅度的平方与调频率成反比的特性,不断地用已知Chirp信号的共轭与未知Chirp信号相乘,寻找使相乘后频谱幅度平方最大的已知Chirp信号的调频率.为了提高精估计算法性能,用提出的H-Rife算法估计中心频率和相乘后信号的频谱中最大的幅值.用二分法代替等步长使精估计在粗估计出的调频率范围内搜索,极大降低了复杂度.在信噪比不小于-10 dB时,该算法估计调频率归一化均方误差(Normalized Mean Square Error,NMSE)较FrFT线性提升,估计中心频率NMSE较FrFT线性提升,接近克拉美罗界.