本申请涉及一种基于分数阶傅里叶域滤波的多分量线性调频信号参数估计方法。所述方法包括：根据预先获取的外辐射源直达波，建立线性调频信号的参数模板库，然后当接收到回波信号时，根据各个线性调频信号分量的模板脉冲宽度，确定观测帧长度，在所述参数模板库中进行匹配，得到回波信号中各个线性调频信号分量的实时脉冲宽度和实时调频斜率，针对每个匹配的线性调频信号分量，根据上升沿时间确定线性调频信号分量的脉冲到达时间，以及确定线性调频信号分量的实时中心频率，输出多分量线性调频信号中各个线性调频信号分量的脉冲到达时间、实时脉冲宽度、实时调频斜率以及实时中心频率。采用本方法能够准确估计出每个线性调频信号分量参数。