基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测与参数估计

介绍了分数阶Fourier变换的基本原理和基本性质，提出了基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测和参数估计方法。为了解决多个LFM分量之间的相互影响问题．特别是强分量掩盖弱分量的问题．本文还提出了一种结合逐次消去思想和分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测和参数估计算法，它可以解决强度相差较大的多分量LFM信号中检测和估计弱LFM分量参数的问题。仿真实验结果证明了该算法的有效性。     

分数阶Fourier变换域极值搜索的混沌优化算法研究

正如傅里叶变换采用正弦基,单频信号能够在频域形成峰值,分数阶Fourier变换采用线性调频基,线性调频(LFM)信号能够在分数阶Fourier域上实现聚焦,利用此聚焦性通过搜索峰值可实现LFM信号检测和参数估计.通常采用步进式搜索方法,效率低下.为了克服该缺点,通过对分数阶Fourier域优化问题本质的研究,将混沌优化算法引入到分数阶Fourier域极值搜索中.仿真结果表明:本文的方法优于传统的步进式搜索法.     

基于FRFT的多分量LFM信号DOA估计

提出了一种基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号波达方向估计算法。观测信号经滤波和解线调处理,变换为一系列单频平稳信号。在分数阶Fourier域结合传统的MUSIC算法,从而实现了LFM信号的方向估计。给出了估计误差的统计分析,使得这一方法在理论上趋于完备,仿真试验验证了算法的有效性。     

周期线性调频干扰信号分数阶频谱分析与参数估计方法

针对跨周期的线性调频干扰信号的检测和参数估计问题,提出一种分数阶频谱分析与参数估计方法。以采样数据横跨2个周期为例,分析采样的周期线性调频干扰信号在分数阶傅里叶变换域的频谱分布特征,2个周期内的频谱重叠宽度与分数阶旋转角α和各周期内数据长度的关系,以及频谱尖峰发生偏移的条件。推导在离散分数阶傅里叶变换中各参数间的相互关系,得出采用快速解线性调频技术预估调频率的原因。实验结果表明,在2种仿真情况下,该方法都具有较高的参数估计精度。     

LFM信号时频分布与分数阶域滤波仿真研究

通过分析LFM(线性频率调制信号)的时频分布,Wigner-ViUe分布,Wigner-Hough分布,并结合FRFT(分数阶Fourier变换)与上述时频分布的关系,得到利用FRFT进行分数阶Fourier域滤渡的可能,并通过matlab仿真验证了利用FRFT进行LFM信号滤波的优越性.     

一种简化的分数阶傅里叶变换及其应用

首先在分数阶傅里叶计算分解的基础上,引入了一种简化分数阶傅里叶算法(Reduced fractional Fourier transform,RFRFT),然后推导了时限LFM信号的RFRFT模平方,给出了其归一化前后信号参数的变换关系,同时借助角度变换提高了RFRFT估计参数的分辨率和读数精度;最后结合一次相位差分法将其推广至多分量高阶PSS的参数估计,并通过仿真验证了算法的有效性.     

LFM信号检测和参数估计方法研究

针对分解型分数阶傅里叶变换(Fr FT)快速算法与实际工程应用脱节和降低LFM信号参数估计计算复杂度和精度的问题,在分析和研究分解型算法和LFM信号参数估计的基础上,提出了一种基于RAT变换和分数阶域二分法谱校正的LFM信号参数估计的方法,并在Fr FT运算中采用量纲归一化。仿真结果表明,本方法可以提高LFM信号参数估计的精度和有效降低计算复杂度,估计精度可以达到CRLB,从而证明了本方法的有效性。     

一种新型分数阶小波变换及其应用

小波变换和分数Fourier变换是应用非常广泛的信号处理工具.但是,小波变换仅局限于时频域分析信号;分数Fourier变换虽突破了时频域局限能够在分数域分析信号,却无法表征信号局部特征.为此,提出了一种新型分数阶小波变换,该变换不但继承了小波变换多分辨分析的优点,而且具有分数Fourier变换分数域表征功能.与现有分数阶小波变换相比,新型分数阶小波变换可以实现对信号在时间-分数频域的多分辨分析.此外,该变换具有物理意义明确和计算复杂度低的优点,更有利于满足实际应用需求.最后,通过仿真实验验证了所提理论的有效性.     

基于FrFt的最小频移键控通信系统线性调频干扰抑制技术

分析线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM）干扰对最小频移键控（Minimum Shift Keying,MSK）通信系统性能的影响,当LFM干扰超出MSK自身抗干扰容限时接收信号的误码率严重恶化,因此必须在信号接收端对LFM干扰进行抑制.通过对LFM干扰信号在分数阶傅立叶变换（Fractional Fourier Transform,FRFT）的特性分析,提出在分数域进行LFM干扰抑制的方法并通过仿真分析验证了该方法能够有效消除LFM干扰,误码率曲线明显改善.     

分数阶Fourier变换在水声信号处理中的应用研究

线性调频（LFM）信号瞬时频率随时间呈线性变化,当干扰噪声与其强耦合时,经典的滤波方法难以有效的滤除噪声。针对水声通信中采用LFM信号作为载体时滤波效果不明显的问题,提出了一种改进的分数阶Fourier变换（FRFT）滤波方法。水听器接收到的LFM信号在最佳变换域经FRFT变换后,同时对期望信号进行FRFT变换,系数修正后再对信号进行窄带滤波处理。仿真结果表明,在信噪比高于-12dB时,新算法能够有效的实现信噪分离,还原出信号。     

Research on resolution between multi-component LFM signals in the fractional Fourier domain

When the initial frequencies and chirp rates of multi-component linear frequency modulation (LFM or chirp) signals are close,the signals may not be distinguished in the fractional Fourier domain (FRFD).Consequently,some signals cannot be detected.In this paper,first,the spectral distribution characteristics of a continuous LFM signal in the FRFD are analyzed,and then the spectral distribution characteristics of a LFM signal in the discrete FRFD are analyzed.Second,the critical resolution distance between the peaks of two LFM signals in the FRFD is deduced,and the relationship between the dimensional normalization parameter and the distance between two LFM signals in the FRFD is also deduced.It is discovered that selecting a proper dimensional normalization parameter can increase the distance.Finally,a method to select the parameter is proposed,which can improve the resolution ability of the fractional Fourier transform (FRFT).Its effectiveness is verified by simulation results.     

基于FRFT的Wigner-Ville分布交叉项抑制方法

针对多分量线性调频信号的魏格纳-维尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)交叉项干扰问题,提出一种抑制交叉项的方法。该方法利用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)在最佳FRFT域中对给定的线性调频信号具有最好的能量聚集性,将多分量线性调频信号在FRFT域上分解为若干个单分量信号,线性叠加单分量信号的WVD,从而达到抑制交叉项的效果。此外,当多分量线性调频信号为周期信号时周期间存在干扰,进一步提出了在基于FRFT的WVD交叉项抑制方法中增加周期遮蔽处理。仿真结果表明,在保持较高的时频分辨率时,该方法能够有效抑制交叉项,并且有一定的抗噪声能力。     

连续波背景下多信号处理方法

对接收到的信号进行短时傅里叶变换，通过分析短时傅里叶变换中每一个时间片内的信号频谱，检测出连续波背景下的脉冲信号。滤除线性调频脉冲信号成分，保留连续波信号成分，得到调频连续波信号具有周期性的时频变化曲线。根据连续波信号时频变化曲线的频谱特征，估计出其主要参数，然后滤除脉冲信号出现时间内信号中的连续波成分，并采用相应的方法估计出其参数。仿真结果表明，本文算法可以准确估计出线性调频连续波（LFMCW）信号和线性调频（LFM）脉冲信号的参数，当LFMCW信号的信噪比高于-8dB，并且其功率比脉冲信号功率小6dB以上时，算法具有良好的估计精度和稳定性。     

FRFT-TDCS应对多分量LFM干扰的最优阶次选择算法*

针对FRFT-TDCS系统应对多分量LFM干扰信号时的变换阶次选择问题,提出了一种以寻求最大可用带宽为标准的FRFT-TDCS最优阶次选择算法。首先分析了LFM干扰信号在FRFT域内不同阶次下的频谱分布特征,对其能量聚焦时的展宽、位置以及幅值进行了量化;然后通过预设门限对不同变换阶次时的干扰频谱进行标记并统计,选择使可用子载波个数最多的变换阶次作为系统最优阶次;最后对CSK解调模型进行推导,得出了系统误码率与基函数自相关函数之间的关系,证明了增加系统可用子载波个数可以降低误码率。仿真结果表明：该方法在应对多分量LFM干扰时,可以自适应确定系统最优阶次,降低基函数的峰值和均值,提高发射波形的LPI、LPD性能,有效降低系统误码率。     

基于局部多项式傅里叶变换的多分量线性调频信号瞬时频率估计*

针对多分量线性调频信号的瞬时频率估计问题,把局部多项式傅里叶变换应用到求多分量线性调频信号瞬时频率估计中,提出了一种不受分量间交叉项干扰的新方法,该方法对多分量线性调频信号进行局部多项式傅里叶变换,把每一个线性调频信号分离出来,根据每一个线性调频信号的局部多项式傅里叶变换谱,通过搜索找到谱的峰值所在的位置,从而找到峰值所对应的频率,准确地估计出了多分量线性调频信号的瞬时频率。仿真实验中与多分量信号的Wigner-Hough变换进行了对比,验证了该方法的有效性。     

基于 Hough 变换的多频分量的 LFM 信号的检测

LFM信号是一种典型的非平稳信号,其Wigner-Ville时频分布表现出明显的线状分布特征。 Hough变换是一种直线积分投影变换,利用Hough变换可以对WV变换的结果进行线积分,从而实现抑制噪声检测信号的目的。计算机仿真试验表明Hough变换可以在一定信噪比情况下实现多分量的LFM 信号检测,对两分量的LFM信号,可以作到0dB高斯白噪声下的准确检测。     

多径环境中宽带信号的时延-尺度性能分析

该文根据宽带目标回波模型，建立了多径宽带回波模型，分别推导出了多径环境下矩形、高斯包络线性调频信号和双曲调频信号宽带模糊度函数。分析比较了不同的发射波形在多径环境中的时间分辨率。并通过对多径矩形包络线性调频信号和高斯包络双曲调频信号回波的仿真，分别给出了两条和三条路径时，两种不同发射信号的多径回波信号的宽带模糊度函数图。仿真结果表明在多径环境中高斯包络的双曲调频信号多普勒容限优于矩形包络线性调频信号，这样我们就可以忽略尺度对模糊度函数的幅值的影响。     

基于多路欠采样的多分量LFM信号参数估计

针对多分量线性调频(Linear frequency modulated,LFM)信号,提出了一种基于多路欠采样的参数估计方法。采样过程由多个采样速率相同、采样时刻不同的模数转换器实现,总采样率可以低于信号的奈奎斯特采样率。基于欠采样序列乘积型模糊函数的单频特性,可以通过峰值检测实现调频斜率的估计。根据估计出的调频斜率对各路欠采样序列进行解线调处理,可得到多频正弦信号。结合矩保持问题的求解方法以及对超定方程组的求解,可以根据解线调后的各路序列估计出原始LFM信号各分量的初始频率。本文方法能够根据亚奈奎斯特采样样本实现LFM信号的参数估计,并且运算简单、易于实现。仿真实验验证了其有效性和准确性。     

Signal-adaptive discrete evolutionary transform as a sparse time–frequency representation

Discrete evolutionary transform (DET) has usually been applied to signals in a blind-way without using any parameters to characterize the signal. For this reason, it is not optimal and needs improvement by using some information about the signal. In this paper, we propose an improvement for the discrete evolutionary transform in order to obtain a sparse representation and redefine the generalized time-bandwidth product optimal short-time Fourier transform as a special case of it. In case of linear FM-type signals, the optimized kernel function of the transform is determined according to signal parameters including the instantaneous frequency. The performance of the adaptive-DET is illustrated on three distinct cases. In case of multi-component LFM signals, when the concentration of the proposed distribution is compared to the ordinary sinusoidal-DET, the improvement is computed as 28% in terms of the ratio of norms. Furthermore we define a new and a general class of distribution functions named as the short-time generalized discrete Fourier transform (ST-GDFT) which is a larger set of signal representations including the adaptive-DET.