线性调频连续波信号的检测和参数估计

针对长时间积累较难在线性调频连续波信号的检测和参数估计中应用的问题,该文提出一种联合变窗长相干平均法与循环平稳法的线性调频连续波信号检测与参数估计算法。首先基于分段相干的思想采用变窗长相干平均法提高信噪比的增益,然后利用循环平稳法完成信号的检测和参数估计。该算法以较低计算复杂度实现信号的长时间积累,并且解决了起始时间给信号检测和参数估计带来的问题,在低信噪比条件下具有较好的估计性能。仿真结果验证了方法的有效性。     

线性调频信号分数阶频谱特征分析

线性调频信号是一种典型的非平稳信号,广泛应用于雷达、声纳、通信等领域.分数阶Fourier变换是一种新兴的时频变换,由于其独特的性质,成为线性调频信号检测与参数估计的一种良好工具.尤其是,作为一种线性变换,分数阶Fourier变换在处理多分量线性调频信号时能够避免交叉项的干扰.但是,多分量线性调频信号在分数阶Fourier域也存在相互影响的问题.为了分析该问题,研究线性调频信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征是非常必要的.本文根据分数阶Fourier变换的定义以及分数阶Fourier变换与时频分布的关系,分析了线性调频信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征,以及线性调频信号的分数阶频谱分布与分数阶旋转角α的变化关系;根据离散分数阶Fourier变换的实现算法,讨论了线性调频信号在离散分数阶Fourier变换条件下的分数阶频谱的分布特征,以及线性调频信号在分数阶Fourier域的能量谱的近似表达式.最后,利用LFM信号的分数阶频谱的分布特征,分析了多分量LFM信号中的信号尖峰偏移问题,并给出信号尖峰发生偏移的条件.本文为定量分析分数阶Fourier域多分量线性调频信号之间的相互影响奠定了基础,为改善分数阶Fourier变换对多分量线性调频信号的处理能力提供了参考.     

基于小波-Radon变换的线性调频信号检测与参数估计

线性调频信号（LFM）是一类应用广泛的非平稳信号.本文选取高斯线调频小波作为基函数,研究了基于小波-Radon变换的线性调频信号检测与参数估计的基本方法,然后提出了基于小波-Radon变换的多分量LFM信号检测与参数估计的算法.计算机仿真实验结果验证了该算法的有效性。     

对称三角线性调频连续波信号的检测与参数估计

结合低截获概率雷达中常用的对称三角线性调频连续波信号的特点,提出了基于Radon-Ambiguity变换（RAT）和分数阶傅立叶变换（FRFT：Fractional Fourier Transform）的对称三角线性调频连续波信号的检测与参数估计新算法。该方法不仅给出了对称三角线性调频连续泼信号的调频率和初始频率的参数估计,并且推导出了调制带宽估计的表达式。通过仿真验证了该方法的有效性并具有很好的估计性能。     

线性调频连续波信号检测与参数估计算法

针对长时间积累的方法较难在线性调频连续波信号的检测和参数估计中应用的问题,该文基于归一化变窗长相干平均法,提出一种联合帧间相关法与循环平稳法的线性调频连续波信号检测与参数估计算法。该方法首先利用归一化变窗长相干平均法实现噪声方差的一致性,然后在此基础上利用帧间相关法实现周期的精确估计,最后利用循环平稳法估计信号的相位参数。该算法以较低的计算复杂度实现信号的长时间积累,在低信噪比条件下具有较好的估计性能。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种线性调频信号参数估计实时系统的设计

首先简要分析了线性调频信号的特点和参数估计方法,提出了一种基于相关解调、STFT和最大似然估计的参数估计方法。该方法结合了各种方法的优点,在计算量小的情况下得到了比较高的估计精度,通过分析指出使用该方法设计的系统是在现有硬件条件下可实现的实时参数估计系统,并给出了该方法的具体步骤和方针结果。     

线性调频步进信号雷达目标运动参数估计方法

针对目标运动对线性调频步进信号雷达成像的影响,提出一种基于时频分析的目标运动参数估计方法。对差频处理后的各簇回波信号进行快速傅里叶变换,利用变换后信号与子脉冲序列的线性调频关系,通过维格纳分布和Radon变换对目标不同时刻运动参数进行估计。结合二值数学形态学与图像边缘检测方法提高对多散射点目标运动参数估计的精度。在此基础上,针对目标可能出现的变速运动情况,利用最小二乘算法拟合整个成像时间内目标运动速度的变化,较好地实现对机动目标的运动参数估计。仿真实验验证了本文方法的有效性。     

两级分辨率稀疏重构线性调频信号参数估计

为解决压缩感知(Compressed Sensing,CS)算法在线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号参数估计中计算量较大的问题,提出了两级分辨率稀疏重构参数估计算法。该算法在离散线性调频傅里叶变换的基础上,采用低分辨率观测矩阵,获取信号调频率和中心频率的先验信息,根据先验信息构造有约束的高分辨率观测矩阵,精确估计出调频率和中心频率两个参数,实现LFM信号的重构,达到了减小计算量的目的。仿真实验表明,该算法能够准确估计单个和多个LFM信号的参数,并且算法的参数估计性能明显优于传统算法。     

多分量线性调频信号检测方法

现代雷达体制下,线形调频(LFM)信号是一种常用的脉冲压缩雷达信号。为了精确获取多分量线性调频信号中分量的数量,引入聚类方法对LFM信号的Radon-时频分析结果进行聚类分析,同时完成多个分量的检测；为了减少聚类分析的输入数据集和提高计算效率,对Radon-时频分析结果进行了近似零均值处理,并分析了不同信噪比情况下的处理结果。仿真和试验结果表明：在较低信噪比条件下,这种方法可有效地检测多分量LFM信号中分量数和进行参数估计。     

基于Radon—Ambiguity变换和解调频技术的SAR运动目标检测

详细探讨了合成孔径雷达中运动目标的检测问题，根据机载合成孔径雷达运动目标回波信号的特点，提出了基于Radon-Ambiguity变换和解调频技术的一种新的机载运动目标检测方法，给出了动目标检测、参数估计的主要步骤，分析了在单目标和多目标情况下的检测性能。该方法与常用的Wigner-Ville分布和Radon变换结合的方法相比计算量明显减少，在多目标情况下能够较好地抑制交叉项，提高检测性能。且使用解调频技术与RAT相配合，解决了单纯RAT无法估计Chirp信号初始频率的问题。仿真试验结果证明了算法的有效性。     

一种针对多分量信号的复延迟型时频分布的实现方法

 复延迟型时频分布(CTD)是近年来提出的一种新型时频分布.对于单分量调频信号,CTD具有良好的时频聚集性.但是对于包含两个或两个以上分量的多分量调频信号,直接采用定义式或传统频域卷积方法实现的CTD会产生大量的互交叉项,影响了它在各领域的应用.本文对CTD的传统频域卷积实现方法进行了三方面的修正,提出了一种适合多分量调频信号的修正型CTD频域卷积实现方法.仿真结果表明,本文方法对于多分量调频信号,既保持了CTD所固有的时频聚集性高的优点又极大地抑制了不同信号分量间的互交叉项.     

基于Matching Pursuits时频分解算法的传声器阵语音增强

根据在时频域中对含噪语音信号进行的时频分析研究,提出1种基于MatchingPursuits时频分解算法的语音降噪方法。利用MatchingPursuits算法对含噪语音信号进行分解,将分解后各分量的魏格纳分布之和作为整个信号的魏格纳分布,使信号在时频平面上有较直观的分布,并利用此特点对信号进行降噪。仿真结果表明:此方法能在保证可懂度的情况下,有效去除含噪语音信号中的宽带噪声。     

基于对称阵列Wigner-Ville分布的宽带线性调频信号AOA估计

本文提出了基于对称阵元Wigner-Ville分布(WVD)的宽带线性调频信号到达角(AOA)估计算法。该算法利用对称阵元输出延时参数的互补性和Wigner分布定义提取宽带信号方向向量,建立了新的空间时频矩阵。借助线性调频信号Wigner分布的良好时频聚集特性,适当选取时频点实现了对各个信号AOA的逐一估计。在新的空间时频矩阵模型基础上给出了基于信号子空间投影的AOA估计方法。它不需要对AOA的初始估计、聚汇和插值,减少了计算量,提高了精度,仿真实验证明了算法的有效性。     

Elimination of interference component in Wigner-Ville distributionfor the signal with 1/f spectral characteristic

A new technique for interference-term suppression in the Wigner-Ville distribution (WVD) is proposed for signals with a 1/f spectrum shape. The spectral characteristic of the signal is altered by f^α filtering before time-frequency analysis and compensated after analysis. With the utilization of the proposed technique in a smoothed pseudo Wigner-Ville distribution, an excellent suppression of the interference component can be achieved. The authors apply this technique to the heart rate variability signal     

一种低副瓣无混叠的线性调频信号时频分析方法

作为通信与勘探中广泛使用的一类信号,线性调频信号的参数分析经常采用基于Wigner-Ville分布(WVD)的时频分析方法。该方法具有高时频分辨率,但在交叉项、高副瓣以及频谱混叠问题上存在缺陷。该文提出一种名为空间变迹重排Wigner-Ville分布(SVA-rWVD)的时频分析方法,结合空间变迹技术(SVA)的副瓣抑制能力及短时傅里叶变换(STFT)的无混叠无交叉项特性,得到一个新的时频分布。基于单分量和多分量线性调频信号的仿真实验结果表明,该方法得到的时频分布可以降低副瓣水平至–40 dB以下同时消除交叉项及频谱混叠现象。     

空间高阶时频分布及虚拟时频ESPRIT算法

基于L-Wignrer分布(LWD),定义了一种全新的空间高阶累积量L-Wigner分布,并利用虚拟时频ESPRIT算法与阵列扩展,提出了一种多个多项式相位信号(PPS)的DOA估计算法.该方法利用平滑的伪WVD分布以实现PPS信号的LWD分布极大地抑制了其中的交叉项并提高了信号时频聚集性.同时,将时频分析与高阶累积量结合,使算法具有虚拟阵列扩展的特点,高分辨高精度的估计了PPS信号的DOA.理论分析和计算机仿真表明该方法具有很好的参数估计性能.     

矢量阵元阵列对Chirp信号极化和到达角的联合估计

针对LFM信号,利用分数阶傅里叶变换构造了一种新的空间极化时频分布:提出了基于L型矢量阵元阵列的二维到达角和极化联合估计算法。理论分析和仿真实验结果都表明,在低信噪比下该方法比已有的极化和到达角联合估计算法具有更好的性能。     

基于改进时频分析方法的雷达信号瞬时频率估计

瞬时频率估计(Instantaneous Frequency, IF)在雷达信号处理中有着重要的研究意义,时频分布峰值检测是IF估计研究和应用中较为普遍和有效的方法,但由于噪声的影响,时频分布峰值往往偏离真实的IF曲线。针对低信噪比下的IF估计,文中首先对WVD及CWD的时频分布矩阵作Hadamard积,得到一种混合的时频分析方法,而后采用多样本信号时频能量累乘的方法,进一步抑制噪声在时频面上的分布;然后以时频分布峰值在信号自项时频聚集区域的分布概率为准则,计算出时频分布的数据窗长,并根据该窗长得到IF的初始估计;最后依据初始IF,采用交叉置信区间算法对时频分布峰值进行检测,得到信号的瞬时频率估计值。文中对NLFM、LFM和FSK信号的IF估计进行了研究,并与WVD峰值检测法和时频分布一阶矩法进行了比较,仿真结果表明了本文方法的有效性。      

基于矩阵二值化的频率捷变雷达信号分选

针对频率捷变雷达信号的分选,提出了一种基于时频矩阵二值化的频率捷变雷达信号分选新方法。该方法首先对信号进行时频变换,得到时频矩阵;然后对时频矩阵二值化处理,提取信号在时频域能量分布归一化值作为信号的相参特征;最后采用支持向量机分类器实现信号分选。文中对频率捷变雷达信号进行仿真实验,结果表明,该方法在较低信噪比下仍能获得较为满意的分选准确率,当信噪比为6dB时,信号分选准确率达到96.17%,验证了所提出方法的有效性。     

基于改进经验小波变换的时频分析方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

经验小波变换是最近提出的非平稳信号分析方法,针对其不足,提出了一种改进的经验小波变换方法;同时结合瞬时频率新定义,提出了一种非平稳信号时频分析新方法.该方法首先通过改进的经验小波变换将一个复杂的非平稳信号自适应地分解为若干个具有紧支集频谱的内禀模态函数之和;再通过对每个内禀模态函数进行解调,得到原始信号的时频分布.将提出的方法应用于滚动轴承试验数据分析,并将其与希尔伯特黄变换进行了对比,结果表明,论文提出的方法能够有效地诊断滚动轴承故障,且诊断效果优于希尔伯特黄变换方法.