基于多尺度线调频基信号稀疏分解的 信号分离和瞬时频率估计

提出了一种基于多尺度线调频基信号稀疏分解的多分量多项式相位信号分离和瞬时频率估计方法.该方法采用多尺度的线调频基函数对多分量多项式相位信号进行投影分解,通过从不同的时间支撑区内投影系数最大的基函数中寻找出使分解信号能量最大的基元函数组合,逐次获得信号包含的能量最大的多项式相位信号分量,从而实现多分量多项式相位信号的分离,而从基元函数连接形成的频率曲线则可获得多项式相位信号分量瞬时频率的估计.仿真信号分析表明,本文方法能在信噪比较低情况下有效分离多分量多项式相位信号中包含的多项式相位信号分量,准确地估计其瞬时频率.     

基于HHT的多分量LFM信号检测与参数估计

文中将Hilbert—Huang变换应用到多分量线性调频信号（LFM）信号的分析中：首先利用经验模态分解法（EMD）将原信号分解成有限个本征模态函数（IMF）；然后埘各个IMF进行Hilbert变换，获取瞬时频率、瞬时振幅，得到信号的Hilbert谱，该谱反映r瞬时振幅在频率一时间平面上的分布，从而可以比较准确地检测和估计各LFM分量的初始频率和调频斜率等参数。仿真结果验证了该方法的有效性。     

复杂噪声环境下基于LVD的LFM信号参数估计

针对传统的线性调频(LFM)信号参数估计方法平滑交叉项时,会出现参数估计精度降低和计算复杂度增加等问题,该文引入LVD(LVs Distribution)方法,该方法可以在参数空间直接显示中心频率和调频斜率(CFCR)。LVD首先对对称参数瞬时自相关函数(PSIAF)进行尺度变换,消除信号在时间轴上的线性频率偏移,然后对尺度变换后的时间变量作2维傅里叶变换,将1维LFM信号转化为2维单频信号。信号各分量在LVD平面表现为多个独立尖峰,使交叉项的能量聚集影响可忽略不计,且信号各峰值所在位置对应于各信号分量的中心频率和调频斜率。LVD可有效抑制高斯噪声,但在脉冲性较强的稳定分布噪声中,该方法在CFCR域的性能退化甚至失效。对此,该文结合分数低阶统计量理论,提出一种稳定分布噪声环境下的分数低阶LVD新方法。仿真实验表明该方法在高斯噪声和脉冲噪声环境下均可稳定工作,具有较好的鲁棒性。     

基带LFM信号的调频斜率估计

提出了一种通过提高基带LFM信号相位的直流分量和计算相位的高阶差分来提取信号的瞬时频率并采用最小二乘的方法估计出信号的调频斜率的方法。仿真结果表明,该方法在SNR≥6dB下可以实现基带LFM信号的调频斜率高精度估计。     

一种多分量LFM信号检测与参数估计方法

针对多分量LFM信号的检测与参数估计,提出了一种新的检测方法。该方法借鉴Clean思想,实现了多分量信号分离与检测,基于解线性调频法的每个分量信号估计的起始频率和调频斜率。另外,结合插值FFT方法,提高了起始频率的估计精度。该方法易于工程实现,计算机仿真验证了此方法的有效性。     

基于多分量LFM信号时频分析的水声多普勒和时延估计研究

在水声多普勒因子和时延估计研究实用化的进程中,利用多分量线性调频(LFM)信号实现估计的算法研究越来越普遍。针对多分量LFM信号时频域存有交叉项时各分量参数估计不准确的问题,提出基于非完全残差与脊线段匹配的自适应模态分解方法。该方法采用非完全残差函数保留了交叉点处的部分时频信息,利用脊线段匹配方法提供更精确的预设时频脊线,改进了各分量LFM信号调频斜率和起始频率的估计精度。联合两个估计量进一步给出了多普勒因子和时延估计的算法。仿真结果表示,较现有模态分解算法,所提改进方法有效解决了估计分量过程中交叉区间断裂带来的估计误差;水声多径的条件下,该方法的多普勒因子和时延估计精度优于对比的现有方法。     

基于瞬时相位拟合的LFM信号参数估计算法

针对传统线性调频（LFM）信号参数估计算法中复杂的搜索和计算问题,提出了一种不需要参数搜索的快速LFM信号参数估计算法。该算法先用希尔伯特变换估计LFM信号瞬时相位,再用二次相位函数拟合LFM信号瞬时相位从而得到初始频率和调频斜率的估计。仿真验证了本文算法的有效性,说明该算法能够给出满意的参数估计结果。     

改进多尺度Chirplet路径追踪算法在非线性调频信号估计中的应用

针对在低信噪比下雷达非线性调频信号(Non-linear Frequency Modulation,NLFM)瞬时频率估计精度不足的问题,提出一种基于多尺度线调频小波路径追踪算法(Multi-scale Chirplet Path Pursuit,MCPP)的拟合方法估计信号的瞬时频率。首先,该方法将时频平面分成二进制动态时间支撑区并形成多尺度线调频(Chirp)原子函数库;然后在每一个时间支撑区选择一个投影系数最大的Chirp原子,按照连接原则进行最佳路径连接;最后按时间支撑区顺序提取每个Chirp原子的起始和终止频率,采用最小二乘法进行瞬时频率拟合。仿真表明该方法在低信噪比下可以提高信号瞬时频率估计的精度。      

LFM信号参数估计算法研究

初始频率和调频斜率是表征线性调频信号频率特性的基本参数,如何准确快速地估计它们具有的重要意义。针对传统LFM信号参数估计算法中繁琐的搜索和计算问题,提出了一种不需要参数搜索的快速LFM信号参数估计算法。该算法先用希尔伯特变换估计LFM信号瞬时相位,再用高阶差分估计LFM信号瞬时频率特性,最后用直线拟合LFM信号瞬时频率特性从而得到初始频率和调频斜率的估计。仿真实验验证了本文算法的有效性,说明本文算法能够给出满意的参数估计结果。     

强噪声环境下的多分量LFM信号识别

提出通过固定延迟的模糊函数来识别多分量LFM信号的线性调频率。然后利用识别出的线性调频率对信号进行解线调,再对解线调后的信号进行FFT来识别每个LFM信号分量的初始频率。最后对该方法进行了计算机仿真验证,仿真结果表明该方法能对强噪声环境下的多分量LFM信号进行有效识别。该方法计算量小、可靠性高,完全可以在工程上实现对多分量LFM信号的实时侦察识别。     

非均匀转动空间目标天基逆合成孔径激光雷达成像

由于没有大气的影响,天基逆合成孔径激光雷达(ISAL)可在远距离上获取空间目标的高分辨率图像,因此具有重要的应用前景。建立了空间目标天基ISAL成像的方位向回波信号模型,在目标非均匀转动二阶近似下,即匀加速转动时,ISAL方位向回波信号可近似为调频斜率和起始频率各异的多分量线性调频(MLFM)信号,采用传统的FFT方法难以实现方位图像聚焦。提出了一种基于Radon-Wigner变换的方位快速成像算法,利用Radon-Wigner变换并结合逐次消去法,在每个距离单元对回波中的MLFM信号由强至弱逐个进行估计,将估计获取的峰值点直接提取并线性叠加,即得到该距离单元的方位像。通过对所有距离单元进行上述处理,即可获得二维ISAL图像。由于该方法在估计出MLFM信号后无需再进行瞬时多普勒成像处理,因此减少了处理流程,算法效率大幅提高。仿真试验表明,相比传统的距离瞬时多普勒成像算法,该算法平均处理时间从222.66 s降低至23.51 s,在低信噪比情况下图像中目标轮廓更显著,更易于检测识别。     

Study of Threshold Setting for Rapid Detection of Multicomponent LFM Signals Based on the Fourth-Order Origin Moment of Fractional Spectrum

By using Fractional Fourier Transform (FRFT) for detecting multicomponent linear frequency-modulated (LFM) signals, weak signal components are usually shadowed by the sidelobes of strong ones and cannot be detected effectively. The CLEAN technique is widely used to improve such a situation via subtracting the detected strong signal component from the multicomponent signals iteratively and applying detection algorithm to the remainder signals. Thus the adverse effect of strong components can be eliminated and weak signal components may be detected. However, since only the strongest LFM component is detected and subtracted in each iteration, the number of detection iteration will be directly proportional to the number of LFM components. Using concept of shading coefficient, a novel threshold setting method for rapid detection of multicomponent LFM signals has been proposed by analyzing the shading relation among the fourth-order origin moment of fractional spectrum (OMFrS) of different LFM components. By employing the proposed method, several LFM components whose fourth-order OMFrS at their own optimal rotation angles are not shadowed by strong components can be detected at the same time in one iteration. Consequently, the number of detection iteration and the computational complexity are reduced dramatically. Simulation results are given to verify that this new approach is valid.     

Parameter estimation for micro-Doppler signals based on cubic phase function

An estimator for evaluating the parameters from the radar returned multicomponent micro-Doppler (m-D) signals is presented in this paper. While time frequency distribution (TFD) is commonly used to analyze the time-varying m-D frequency features in TF domain, the proposed algorithm is based on cubic phase function (CPF) that can transform the signal to time frequency rate domain. In order to estimate the parameters of multicomponent m-D signal, the extended Hough transform (HT) of CPF is employed to estimate linear frequency modulation (LFM) or sinusoidal frequency modulation (SFM) components. For the m-D signal composed of both LFM and SFM components, the estimates involve two steps of HT-CPF. Firstly, LFM components are estimated by HT-CPF and removed from the time frequency rate plane, and then, HT of the modified time frequency rate distribution is applied to estimate SFM ones. Compared with HT-TFD, this algorithm needs less dimension of HT space and is thus computationally efficient. In addition, simulations show that the algorithm has almost the same performance signal-to-noise threshold as HT of Wigner–Ville distribution method.     

一种有效的脉内特征分析算法

信号脉内特征分析技术对密集和复杂电磁环境中辐射源的分选和识别有着重要意义。从工程应用的角度出发,提出一种有效的脉内特征分析算法,将多阶相位差分计算得到的瞬时频率特征作为区分调频和调相信号的依据:通过逆序相乘法和瞬时频率直方图统计识别出线性调频和频率编码信号。通过倍频法进一步区分二相编码和四相编码信号,仿真试验表明:该算法在较低信噪比下对常见脉内调制信号具有较好的性能,运算量小,便于硬件实现。     

基于多重累积相关的LFM脉冲信号实时检测算法

针对线性调频(LFM)脉冲信号的实时检测问题,提出了一种基于多重累积相关的检测算法.该算法根据信号与噪声具有不同的统计特性,利用LFM信号的累积相关高于噪声的累积相关的原理实现LFM脉冲信号的检测.通过二次累积改善累积相关输出的信噪比,实现对多分量微弱LFM脉冲信号的有效检测.该算法复杂度低,可以通过递推运算减小运算量...     

基于频率区间二分解调的LFM信号参数估计方法

首先讨论了线性调频信号在时频域的主要特点及调频斜率与振幅频谱的关系,在此基础上提出基于频率区间二分解调的LFM信号参数估计方法。该方法充分利用了LFM信号的线性性质,有效地将信号与噪声分离开来,通过二分法搜索调频斜率,提高了LFM信号参数的估计效率。     

基于频谱压缩接收的宽带/超宽带线性调频信号参数估计

该文提出了一种新的宽带/超宽带线性调频信号的接收方法, 它将宽带/超宽带线性调频信号通过射频通道的频谱压缩网络变成窄带信号,数字域用逆频谱压缩函数对压缩信号进行非线性重构,原线性调频信号的调制斜率和初始频率可通过重构信号精确估计。计算机仿真证实了算法的有效性。