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由于雷达非线性调频(NLFM)信号的时频非线性分布特性,常规检测算法难以实现信号能量的有效聚集,传统采用NLFM信号检测时准确率较低,在低信噪比下甚至会失效。针对上述问题,应用了一种基于广义时宽-带宽积的最优窗函数,提出了一种改进的短时分数阶傅立叶变换瞬时频率估计算法。应用改进算法可有效提高非线性调频信号的检测性能,提高检测的准确率。仿真结果表明,在相同信噪比下,提出的方法对NLFM信号的检测概率高于传统方法,性能较好。