基于遗传算法的复杂背景噪声中二维谐波的二次耦合分析

本文利用二维循环统计量方法对乘性噪声之间相关,乘性噪声和加性噪声之间也相关这种复杂噪声背景中二维谐波的二次非线性耦合问题做了分析。利用当且仅当二维谐波中存在二次非线性耦合谐波时,所定义的二维三阶时间平均矩谱仅在参与二次耦合谐波频率处取得极值的性质,提出了采用遗传算法来分析二维谐波的：二次非线性耦合问题的算法。仿真实验证明了算法的有效性。     

乘性和加性噪声相关背景下的二维谐波频率估计

本文利用二维循环统计量方法对乘性噪声之间相关、乘性噪声和加性噪声之间也相关这种复杂噪声背景下的谐波恢复问题进行了研究.首先,提出了二维噪声互可混的概念,用它来体现多个二维噪声之间的关系;然后,在乘性噪声为非零均值时,定义了二维循环均值来估计信号频率.在乘性噪声和加性噪声为零均值时,定义特殊的二维六阶时间平均多矩谱切片来估计信号频率.仿真实验证明了算法的有效性.     

相关乘性噪声背景下的三次非线性耦合谐波分析

本文利用特殊四阶时间平均多矩谱对任意均值乘性噪声与任意均值加性噪声共存,并且乘性噪声之间相关、乘性噪声与加性噪声之间相互独立的噪声背景下的三次非线性耦合进行了分析,该方法能够有效地估计出观测信号中参于三次非线性耦合的频率和耦合产生的频率.并且该方法无需限制乘性噪声与加性噪声的颜色和分布.最后,文中把此方法拓广到二维,用此二维四阶时间平均多矩谱方法分析了二维三次非线性耦合问题,同样取得了良好的效果.仿真实验验证了文中结论.     

零均值独立复杂噪声背景下二维谐波估计的时间平均矩方法

对于零均值独立乘性噪声背景下二维谐波的三次非线性耦合估计问题,由于缺乏理论支持及有效的计算方法,至今尚无有效的解决办法.本文首先分析了不同的噪声模型对谐波耦合分析所产生的影响,通过对原始采样数据进行平方预处理,改变了采样信号的信噪模型,利用新模型下噪声的统计特性及噪声间的相关特性,通过定义一种特殊四阶时间平均矩,首次解决了零均值独立噪声背景下谐波频率的二维三次非线性耦合问题.数学推导了该特殊四阶时间平均矩的矩多谱,理论证明了相应估计子渐进无偏性和一致性.理论分析和试验结果表明,该方法用于二维谐波的三次耦合分析时,不再需要对噪声的统计特性及噪声间的相关特性作任何限制.     

复杂噪声中谐波信号恢复的小波方法

本文主要研究了复杂噪声背景中的谐波信号的恢复问题.对于被乘性和加性噪声污染的谐波信号,且乘性噪声均值为零时,现有的循环统计量方法是基于FFT实现的,但其频率分辨率不高.本文利用小波在时频分析中精细和灵活的特点,提出了基于小波变换的谐波信号参数估计方法,并通过仿真实验对所提方法的性能进行了验证.     

基于广义协方差矩阵的乘性和加性噪声中的谐波恢复

针对非零均值乘性噪声中的谐波恢复问题,本文提出一种基于广义协方差矩阵的乘性噪声中谐波个数和频率的估计方法。首先定义一类广义协方差并构造广义协方差矩阵,通过对广义协方差矩阵进行特征值理论分析,得到了非零均值乘性噪声中谐波分量个数与协方差矩阵特征值之间的内在联系,这个性质可以用来估计谐波分量个数。而且利用子空间旋转不变性技术,可以从协方差矩阵中估计出谐波的频率。本文所提方法对于乘性和加性噪声的颜色和分布均无任何假设,可以应用于任意分布和任意颜色的乘性和加性噪声中的谐波恢复。仿真实验表明,本文所提谐波恢复方法具有很高的频率分辨率。      

乘性和复加性噪声中复谐波的循环估计量的性能分析

从通信和探测系统需要的频率估计出发,文中研究了实乘性和复加性随机噪声中复谐波的恢复问题,表明循环均值和循环相关函数可用来对不同分布的有色实乘性和复加性随机噪声中的谐波进行恢复,分别对于非零均值和零均值乘性噪声情形分析了循环估计量的性能.证明了循环估计量与一定意义下的最小二乘估计量渐近等价,并给出了循环估计量的大样本方差表达式.模拟结果验证了大样本性能分析.     

α稳定分布噪声中谐波恢复的非线性变换方法

本文研究α稳定分布噪声中谐波恢复的问题.文中首先引入α稳定分布作为模拟脉冲性噪声的模型,然后采用非线性变换方法使噪声得到抑制,并证明了变换后的含噪观测值具有二阶统计量.对变换后的矢量空间进行预白化处理后结合噪声子空间的MUSIC方法恢复谐波信号参数.本文使用了两种非线性变换方法,分析了它们的变换性能、讨论了变换参数对谐波恢复效果的影响以及两种非线性变换间的关系,分别给出了仿真结果.最后得出非线性变换Sigmoid函数在α稳定分布噪声中恢复谐波信号具有较强的韧性.     

乘性和加性噪声中二维谐波频率估计

噪声中的谐波恢复问题是信号处理领域的一个典型问题,在众多领域中有着广泛的应用。本文主要研究零均值乘性和加性噪声并存下的二维谐波信号频率估计问题,提出了一种基于数据矩阵的奇异值分解和子空间的旋转不变性的零均值乘性和加性噪声中的谐波频率的估计方法。乘性噪声为零均值情形下传统的估计方法往往难以直接应用或估计失效。本文利用谐波模型信号特征,通过对观测信号进行平方运算构造了一个数据矩阵。通过对数据矩阵的特征值进行理论分析,结合子空间旋转不变性,得到了零均值乘性和加性噪声中的谐波频率和数据矩阵之间的一种内在关系。这个性质可以用于零均值乘性和加性噪声并存下的二维谐波信号频率估计,并且所得的二维频率能自动配对。仿真实验验证了本文所提算法的有效性。      

非高斯有色噪声中谐波恢复的累积量投影方法

本文研究非高斯有色噪声中的谐波恢复问题。首先建立了复数线性非高斯过程的高阶累积量投影定理。应用该定理，由含噪谐波信号的四阶累积量求得非高斯有色噪声的自相关，然后通过求解一个广义特征值问题对矢量空间进行预白化，最后结合噪声子空间方法ＭＵＳＩＣ恢复谐波信号参数。本文方法克服了以往的困难，成功地解决了对称分布非高斯噪声背景下和谐波信号中存在二次相位耦合时的谐波恢复问题。仿真实验验证了本文结论。     

Comments on discrete chirp-Fourier transform and its application to chirp rate estimation [and reply]

This comment points out that the sample rate of the discrete chirp-Fourier transform (DCFT) proposed by Xia (see ibid., vol.48, p. 3122-33, 2000) is not sufficient to avoid severe "picket-fence" effect and causes some restrictions for its practical applications. By increasing the sample rate and modifying the DCFT definition, a new robust DCFT is proposed. Xia (see ibid., vol.50, no.12, p.3116, 2002) replies by first correcting an error on the analog-to-discrete parameter conversions of a chirp signal. Xia also add that when the chirp rate detection resolution is increased, it is more robust to the chirp rate error. On the other- hand, what is sacrificed by doing so is that the magnitudes of the sidelobes of the transform are increased, which may limit its capability of detecting chirps in a multicomponent or low SNR signal. Therefore, which DCFT needs to be used has to depend on the practical application.     

循环移位离散Chirp-Fourier变换

离散Fourier变换(DFT)具有循环移位的特性。同样,源于DFT的离散Chirp-Fourier变换(DCFT)也具有循环移位的特性。该文提出了循环移位DCFT的概念,并根据这一概念给出了一种新的chirp信号的检测方法。该方法充分利用了chirp信号和噪声的特点,即chirp信号的调频率和初始频率不随时间变化而噪声的调频率和初始频率随时间随机变化,因此该方法具有更好的检测性能。与DCFT方法相比,实验结果表明,在低信噪比下该文提出的chirp信号的检测方法达到了良好的效果。     

Discrete chirp-Fourier transform and its application to chirp rateestimation

The discrete Fourier transform (DFT) has found tremendous applications in almost all fields, mainly because it can be used to match the multiple frequencies of a stationary signal with multiple harmonics. In many applications, wideband and nonstationary signals, however, often occur. One of the typical examples of such signals is chirp-type signals that are usually encountered in radar signal processing, such as synthetic aperture radar (SAR) and inverse SAR imaging. Due to the motion of a target, the radar return signals are usually chirps, and their chirp rates include the information about the target, such as the location and the velocity. In this paper, we study discrete chirp-Fourier transform (DCFT), which is analogous to the DFT. Besides the multiple frequency matching similar to the DFT, the DCFT can be used to match the multiple chirp rates in a chirp-type signal with multiple chirp components. We show that when the signal length N is prime, the magnitudes of all the sidelobes of the DCFT of a quadratic chirp signal are 1, whereas the magnitude of the mainlobe of the DCFT is √N. With this result, an upper bound for the number of the detectable chirp components using the DCFT is provided in terms of signal length and signal and noise powers. We also show that the N-point DCFT performs optimally when N is a prime     

一种基于相位补偿的匹配变换算法

本文提出一种基于相位补偿的匹配变换算法,通过构造匹配函数使信号能量在变换域内达到聚集,从而有效地检测信号并估计出相应参数.本文以线性调频信号为例作了具体分析,并和其它方法进行比较,说明该方法具有更好的稳健性,较低的信号检测旁瓣以及良好的信号分辨能力.针对具有多个参数的复杂信号的检测及估计问题,本文将匹配变换和遗传算法相结合,有效估计出信号参数同时提高了运算速度.仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于FRFT的复合chirp信号分析

作为Fourier变换的一种广义形式,分数阶傅里叶变换（FR订）同时融合了信号在时域和频域的信息,是一种新的时频分析方法。而复合线性调频（chirp）信号相对单斜率线性调频信号具有更好的速度分辨力和距离速度联合分辨力。为了分析该信号的特征,提出了一种基于分数阶Fourier变换的分析方法。由于复合chirp信号在FR丌域呈现的冲激特性,以此实现复合chirp信号的检测。实验结果表明．该方法对复合chim信号的检测是有效的。     

线性调频脉冲发声系统的设计

介绍了线性调频脉冲压缩原理及一种基于脉冲压缩技术的线性调频信号发声系统,该系统包括电路系统,计算机控制程序和发射装置.电路系统使用信号发生器件、单片机及模拟开关来产生周期性线性调频信号.计算机控制程序采用微软基础类库(MFC)窗口程序,通过串口控制单片机.使用压电声音发射器发声,并做了线性调频声音发射、接收实验,对接收的信号进行了脉冲压缩.     

基于LFM 信号相位/ 调频率调制的探通一体化共享信号设计

探通一体化是雷达对抗复杂电磁干扰的一种重要手段,其中基于线性调频(LFM)信号的共享信号设计是实现探通一体化的关键技术之一。文中提出了一种LFM 信号相位/ 调频斜率调制的探通一体化共享信号设计方法,通过设计附加相位或调频斜率以实现基准LFM 信号的调制,构建一个具有良好自相关和互相关性能的共享信号库。仿真给出了共享信号设计参数的选取依据,并分析了其探测及通信性能,证明了其在目标检测及通信应用中的优势。     

卫星通信系统中Chirp信号设计与捕获

基于Chirp信号(线性调频信号)参数特点,分析了通信系统有关频率指标对其参数设计的约束,给出一个试验系统中Chirp信号参数设计实例。针对移动信道环境中电平起伏范围大、变化快的特点,首次提出一种不需要门限电平的chirp信号捕获同步方法,同时结合实际系统应用条件,研究了该方法的捕获性能。新方法捕获性能优越,对载波频差和定时误差估计准确,实现简单、可靠。     

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。     

基于分数阶Fourier变换的机载SAR运动目标检测

该文首先建立了机载合成孔径雷达(SAR)对运动目标的回波信号模型,阐述了其本质为线性调频信号的特点。根据这种特点,提出了一种基于分数阶Fourier变换的机载SAR运动目标检测新方法,有效地消除了线性调频信号的时频耦合特性对信号检测的影响。与双线性时频分布类算法相比,分数阶Fourier变换是线性变换,在多运动目标存在的情况下,不会受到交叉项的影响。仿真结果验证了算法的有效性。