马艳，罗美玲

(西北工业大学 航海学院，陕西 西安710072)

0 引言

目标的方位、距离和速度估计是雷达和声纳等探测系统信号处理的主要问题之一［1-2］。主动系统通过估计回波信号与发射信号之间的时延和多普勒伸缩因子来估计目标距离和相对径向速度。目标出现与否、脉冲的起始时间和信号参数都是未知的，需要对整个周期的信号进行处理。

目前主动方式估计目标距离和速度采用的匹配滤波技术，对于未知目标速度的检测和估计需要多个副本来覆盖目标的速度范围。而且对于常用的线性调频(LFM)信号(chirp 信号)，由于时延和频率的耦合性，还需要同时发射相同带宽、调频率的正负调频信号以达到准确估计目标距离和速度的目的，这都将导致庞大的运算量且使得处理增益下降［1］。

分数阶傅里叶变换(FRFT)是传统傅里叶变换的推广形式，在量子力学、光学和信号处理中有着广泛的应用［3，6］，它可以看做是信号在一系列chirp 基上的扩展系数。LFM 的某一特定角度的FRFT 将为δ 函数，信号的能量将集中在这个chirp 基上，其最大值出现的某个u 值与信号的中心频率有关，因此FRFT 在处理LFM 时有很大优势，这也得到了研究人员的关注［4-7］。但是这些都是假定信号正好包含在待处理信号中，即已知目标的距离及脉冲宽度，这在主动探测中不太可能。

包含脉冲线性调频信号的FRFT，其峰值出现的角度与原来线性调频信号相同，u 域的位置与时延有直接联系［8］，因此可通过此方法和短时傅里叶变换的方法结合来进一步估计出目标的距离和速度，最后分析了这两个参数的估计性能与信号参数的关系。……