基于FRFT域自适应滤波的脉冲压缩技术

雷达回波中往往存在严重的干扰,采用线性调频信号(linear frequency modulation,LFM)的脉冲压缩雷达系统中,直接对回波信号进行脉冲压缩往往得不到好的效果。文中利用线性调频信号在分数阶傅里叶变换(fractional fourier transform,FRFT)中的强能量聚集性的特点,在分数阶傅里叶域对混合回波进行自适应滤波,再将滤波后的信号变换回时域进行脉冲压缩处理。自适应滤波算法采用一种改进的变步长NLMS算法,相对于传统固定步长NLMS算法有较好的滤波结果。仿真结果表明,经过分数阶傅里叶域自适应滤波后的信号在脉冲压缩后的目标检测结果有了很大的改善,明显提高了脉冲压缩雷达的检测性能。     

基于变换域和时域联合处理的雷达同频干扰抑制方法

针对舰艇编队情况下线性调频脉冲体制雷达间同频干扰的问题,该文提出一种分数阶傅里叶域滤波处理与时域反异步处理相结合的干扰抑制方法。通过分数阶傅里叶域自适应滤波对与目标回波信号调频率不同的干扰信号做抑制处理,同时根据分数阶傅里叶变换的可逆性,逆变换到时域后采用相邻周期反异步方法进一步消除与目标回波信号调频率相同或相近的同频干扰。仿真试验表明,该方法相对传统方法能够有效抑制与目标回波信号调频率不同的同频干扰,同时对于在时域与目标回波信号完全重合或部分重合的干扰信号也有较好的抑制效果,干扰抑制处理增益达到29 dB以上。该方法为提高同型雷达编队组网能力提供了设计参考。     

分数阶傅里叶域滤波器组的一般化设计方法

 分数阶傅里叶变换相对于传统的傅里叶变换具有灵活的时频分析特性,在最优分数阶傅里叶域进行滤波可以实现对某些非平稳信号的最优检测和参数估计以及对某些干扰和噪声的滤除.分数阶傅里叶域滤波器组理论的提出弥补了分数阶傅里叶域滤波不具备多尺度分析以及运算量过大的缺点,但现有的分数阶傅里叶域准确重建滤波器组设计方法不具备形式一般化的特点,很难满足很多实际工程的需要.本文从分数阶傅里叶域多抽样率信号处理基本理论和分数阶卷积定理出发,推导出了分数阶傅里叶域准确重建滤波器组的一般化设计方法,为分数阶傅里叶域滤波器组理论在实际工程中的推广应用奠定了理论基础.最后,仿真实验验证了本文所提分数阶傅里叶域滤波器组一般化设计方法的有效性.     

基于分数阶傅里叶变换的线性调频信号分辨率分析

分数阶傅里叶变换(FRFT)是分析线性调频信号(LFM)最有效的工具之一.本文研究了LFM信号在分数阶傅里叶域(FRFD)上的分辨性能以及变换阶次上的分辨性能,并研究了变换阶次误差对输出信噪比的影响,分别得到了 FRFD分辨率、变换阶次分辨率、输出信噪比损失与信号持续时间及调频率的关系,为利用FRFT进行LFM信号检测和参数估计时的分辨率分析、变换阶次搜索步长的选择等提供一定的理论参考.     

基于空时频输出矩阵的盲波束形成算法

针对现有的卷积盲源分离方法（如时频分析方法）在宽带信号的分析中计算量较大的问题,提出一种在分数阶傅里叶域滤波基础上的盲波束形成算法。算法首先对接收到的信号作分数阶傅里叶域的峰值滤波,然后计算空时频输出矩阵,最后提出一种信号来向未知的空间盲波束形成算法。该算法充分利用线性调频信号在分数阶傅里叶域能量聚集的特性提高输出信噪比,并减少了运算量。仿真结果表明,算法能够实现宽带信号的盲源分离,且输出性能较之时频方法有一定提高。     

基于FRFT的二维扩频通信方案

介绍了分数阶傅里叶变换的基本概念和原理,分析了线性调频信号在分数阶傅里叶变换中的特点,指出用分数阶傅里叶变换对线性调频信号进行检测和解调的理论依据,并在此基础上,提出了1种基于分数阶傅里叶变换的二维扩频通信方案。该方案的优点在于使通信系统的抗侦收和抗干扰能力更强,提高了战场的频谱使用率。     

基于FrFT域滤波的灵巧噪声干扰抑制方法

基于数字射频存储器(DRFM)的灵巧噪声干扰兼具压制式干扰效果和欺骗式干扰效果,难以被传统抗干扰方法有效抑制。针对这一问题,本文结合分数阶傅里叶变换(FrFT)与分数阶域滤波方法,提出了一种线性调频脉冲压缩雷达体制下的灵巧噪声干扰抑制方法。首先对接收信号进行分数阶傅里叶变换,随后根据发射信号在分数阶域的特征参数,设计分数阶域滤波器,对接收信号进行分数阶域滤波以滤除干扰,最后进行分数阶反变换还原目标信号。仿真结果表明,该方法能够对卷积噪声干扰与乘积噪声干扰两种典型的灵巧噪声干扰进行有效抑制,准确检测目标的位置。      

一种基于分数阶傅里叶变换的OFDM系统 及其均衡算法

在快速时变信道环境下,由于子载波间干扰(ICI)的影响,传统OFDM系统性能有较大下降.本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换的OFDM系统,它用分数阶傅里叶变换代替傅里叶变换进行子载波调制与解调;同时,文中给出了最优分数阶傅里叶变换阶次的选取方法,并根据最小均方误差(MMSE)准则设计了分数阶傅里叶域乘性滤波器在接收端进行均衡.分析和数值仿真结果表明,最优分数阶傅里叶域的乘性滤波算法较频域方法有更好的均衡效果.     

利用分数阶Fourier变换抑制高频地波雷达中线性调频干扰

高频地波雷达( HFGWR)受到严重的射频干扰影响。单频射频干扰在接收信号中体现为高强度的线性调频信号,从而污染所有距离元。为抑制射频干扰,通过分析其频率特征,使用分数阶傅里叶变换( FRFT)将原始信号转换到分数阶傅里叶域,对射频干扰对应的谱峰置零,达到抑制干扰的目的。该方法的优点在于抑制射频干扰的同时无损干扰位置处的回波信号,无需重构信号。实测数据分析表明：FRFT不仅能有效抑制射频干扰,信噪比提高可达10 dB以上,而且其计算复杂度较小,满足雷达实时工作要求。     

基于分数阶傅里叶变换的低信噪比线性调频信号参数快速估计算法

针对低信噪比线性调频信号参数估计精度低且运算量大的问题,该文提出一种基于高效分数阶傅里叶变换(FRFT)和分数阶频谱4阶原点矩的快速估计算法.该算法通过判断调频斜率的正负,以确定旋转阶次所在初始区间;进而应用高效FRFT获得初始旋转阶次;最终利用分数阶频谱4阶原点矩,进一步确定搜索区间和步长,实现精准搜索,从而满足参数精度的要求.实验结果表明,该算法尤其适合用于低信噪比情况下的线性调频(LFM)信号检测与参数的准确估计,而且运算量较低.     

从离散到连续 ——分数阶信号处理的理论、方法与应用

 近年来,分数阶信号处理受到广泛关注,已成为研究热点.本文对分数阶信号处理理论、方法与应用进行了综述,分别简述了分数阶傅里叶变换、分数阶微积分、分数阶系统、分数阶统计量、分形的理论方法以及它们在信号处理领域中的应用.     

在联合分数傅里叶变换相关器里用分数级滤波后的性能分析

通过理论分析和计算机仿真研究了联合分数傅里叶变换相关器经过分数级滤波处理后的相关特性.结果表明处理后的联合分数傅里叶变换相关器的相关性能与未处理的联合分数傅里叶变换相关器的相关性能相比有了较大的改善,提高了目标探测的灵敏性.     

基于改进的Tustin算子的分数阶数字积分器设计

根据传统的Tustin积分算子的积分原理,改变Tustin积分算子的采样间隔,提高积分精度,以此得到了改进的新算子,然后通过Lagrange FIR分数阶延迟滤波器把新积分算子中的分数阶项转换为整数阶,最后采用连续分数展开(CFE)的方法实现了分数阶数字积分器设计.实验证明,设计的分数阶数字积分器在幅频特性上面明显优于传统方法设计的分数阶数字积分器.     

分数阶Fourier域谱估计及其应用

 本文定义了随机信号的分数阶功率谱和分数阶相关函数,得到了分数阶功率谱和分数阶相关函数的关系.在此基础上,推导出分数阶Fourier域滤波器的输入输出分数阶功率谱的关系.仿真结果表明,分数阶功率谱估计可以用于chirp信号的检测和估计,以及分数阶系统辨识.     

一种分数阶巴特沃斯滤波器的有源电路设计

本文将分数阶的低通滤波器的传递函数通式近似设计为Butterworth滤波器,在确定阶数与截止频率之后计算得到传递函数的系数.继而,本文通过该传递函数设计电路,进行仿真并电路实现.本文设计的电路在任意阶数下都只需要修改小部分元件便可得到预计截止频率,具有很强的灵活性,方便对比研究各阶分数滤波器.     

分数卷积及其光学实现

将频域中常规卷积的定义推广到分数域中,得到了分数卷积的频域定义,给出了它的空域表达和光学实现装置,进行了计算机模拟实验。结果表明：分数卷积与常规卷积相比较其峰值降低,但对底座的展宽作用没有变化。此结论对完善分数傅里叶的知识体系具有重要的理论意义,同时为滤波器的设计提供一个新的理论指导。     

分数阶微积分的一种物理解释和定域长分数阶微积分

本文讨论了现有的三种分数阶微积分基本定义(R-L(Riemann-Liouville)定义、G-L(Grumwald-Letnkov)定义和Caputo定义)对阶数的适用范围,以及三者之间的关系;强调指出分数阶导数与整数阶导数之间的区别.通过对分数阶微积分一个统一公式的讨论,以及给出分数阶微积分一个简单的物理解释,加深对分数阶微积分本质的认识;提出定域长分数阶微积分定义,给出它的直接数值算法,预期它可能在实践中得到应用.     

瑞利-索末菲衍射系统的分数级光学传递函数

从傅里叶变换是分数傅里叶变换的特例着手,借用线性系统理论,构建了瑞利-索末菲衍射系统分数光学传递函数的数学模型,推证了该系统的分数光学传递函数的数学表达形式,诠释了其物理意义及特征,对光信息处理、成像光学等具有实用价值。计算机模拟实验验证了结论的正确性。     

菲涅耳衍射系统的分数级传递函数

基于分数傅里叶变换与菲涅耳衍射的等效性和线性系统理论，给出了菲涅耳衍射系统在分数傅里叶变换下光学传递函数的数学表达式，分析了其基本特征，阐述了其物理意义，证明了常规傅里叶变换下的光学传递函数为分数传递函数的特例，对光学分数傅里叶变换在光学测量、信息处理和像质评价等的应用具有实用价值。计算机模拟文验验证了结论的正确与可行。     

正弦光栅自成像的空间分布研究

菲涅尔衍射和分数傅里叶变换之间存在非常密切的关系，而角谱分析方法是计算菲涅尔衍射的一个有效的方法。本文采用角谱理论的计算分析方法来计算正弦光栅在平面波照射下的分数泰伯像的空间分布。