Matched Filter Implementation, Complexity, and Gain in Fractional Fourier Domain

Implementación, complejidad y ganancia del filtro emparejado en el dominio fraccional de Fourier

El filtro emparejado de radar se implementa en el dominio de Fourier fraccional (FrFD) y se demuestran los pasos de procesamiento necesarios para realizar el filtro emparejado de radar en FrFD. También se investiga la complejidad del filtro emparejado en FrFD en comparación con el filtro emparejado por transformación de frecuencia normal. Se presentan las mejoras de rendimiento al utilizar el filtro emparejado en el FrFD y también se describe la mejora en la relación señal/ruido (SNR) de salida a diferentes SNRs del objetivo.

1 Introducción

Los filtros coincidentes (MF) de radar en el dominio del tiempo (TD) se consiguen correlacionando la señal recibida por el radar con una señal transmitida por el radar invertida en el tiempo. El proceso de correlación en el dominio de la frecuencia (DF) se ejecuta multiplicando ambas señales (la señal recibida y la señal réplica) antes de transformarlas de nuevo en el TD.

En [1], se investigaron filtros emparejados en el dominio FT y en el dominio FrFT utilizando el principio de fase estacionaria (PSP). Se demostró que la limitación de utilizar un filtro emparejado en el FrFT óptimo para un chirp es la dependencia de la forma del chirp en este dominio del tiempo de inicio del chirp y del ancho de banda del chirp. En el caso especial en el que se pueden estimar parámetros específicos, se obtiene una mejora significativa al utilizar el filtro adaptado en el dominio FrFT óptimo en comparación con el enfoque FT convencional. 

En [2], se presenta un filtrado adaptado fraccional generalizado (GFMF) para estimar parámetros de chirp de orden superior con retardo de tiempo conocido. Se presenta un método novedoso para minimizar la degradación de la ganancia de la relación señal/ruido (SNR) debida al efecto de acoplamiento rango-Doppler de los chirps cuadráticos. Así, se introduce una estimación conjunta del retardo temporal y de los parámetros chirp de orden superior utilizando el correlacionador fraccional generalizado de envolventes (GFEC). En [3], se generaliza el concepto de filtro emparejado al caso fraccional de Fourier. Se analiza la respuesta del filtro emparejado en FrFD a señales chirp, y se considera el método de supresión de lóbulos laterales para el filtrado emparejado en FrFD.

Este trabajo investiga tres métodos, utilizados para estimar el retardo temporal Tst en orden, para diseñar el MF en el FrFD. También se investiga la complejidad del filtro emparejado FrFD sobre el filtro emparejado normal por transformada de Fourier (FT). Se presentan las mejoras de rendimiento al utilizar el filtro emparejado en el FrFD y también se describe la mejora en las SNR de salida a diferentes SNR objetivo.