分数阶傅里叶变换

最近分数阶傅里叶交换引起光学界的广泛关注，本文介绍分数阶傅里叶交换的概念、性质、光学解释和实现、与其它变换的关系及应用等。     

分数阶傅里叶变换时滞模型及其应用

实际采集到的信号中常常含有与信号频谱相同的延时噪声分量,难以用常规的滤波方法剔除。针对延时噪声干扰的特点,依据分数阶傅里叶变换（FRFT）的时移特性和乘积变换延时特性,提出了一个信号与同频噪声分离的时滞模型,通过对含噪信号进行相应的分数阶傅里叶变换,在变换域上可不断加大信号与同频噪声的距离,距离的增加与迭代次数成正比,从而能较好地分离同频干扰。实验中,对分数阶傅里叶变换的分离效果进行了仿真演示。     

分数阶傅里叶变换在心电信号处理中的应用

心电信号作为人体生理信号之一,极易受到外界噪声的干扰。文中研究了一种针对这种非平稳的低频随机信号的降噪处理算法,即分数阶傅里叶变换域自适应滤波算法。目的是在不增加计算量的同时,提高信噪比。实验表明,这种方法能够有效地提高心电信号的信噪比,且能较清晰地还原出心电信号的波形及特征点。另外,如果在自适应过程中采用变步长的改进...     

小波包变换和加权分数阶傅里叶变换的通信应用对比分析

针对小波包变换和加权分数阶傅里叶变换在通信中表现出的不同性能,在对2种变换进行介绍的基础上,分别对2种变换直接应用于通信以及结合变换域通信技术后的性能进行了仿真对比分析。仿真结果表明,当直接用于通信时,小波包变换的性能要优于加权分数阶傅里叶变换;而当与变换域通信结合以及考虑通信安全性时,加权分数阶傅里叶变换要优于小波包变换,二者在通信中的性能各有优劣,具体取决于应用的方式和目标。     

工程采样系统的分数阶傅里叶域分析与改进

采样和重构是信号处理的基本问题。已有的分数阶傅里叶域采样理论是对理想的采样系统进行分析的,工程中的A/D和D/A转换是基于采样保持电路实现的,该文在分数阶傅里叶域对采样保持系统进行分析,提出一个可行的工程采样和重构模型,该模型仅需在传统采样保持系统上增加两级乘法器就可实现。所得结果进一步完善了分数阶傅里叶域采样定理,为分数阶傅里叶域采样定理的实用化提供了理论基础。     

周期分数阶傅里叶变换域多分量LFMCW信号间的分辨研究

周期分数阶傅里叶变换(Periodic Fractional Fourier Transform,PFRFT)是针对线性调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave,LFMCW)信号的最佳检测方法,主要研究了PFRFT域中多分量LFMCW信号的分辨问题.通过对LFMC...     

基于分数阶傅里叶变换的多辐射源被动直接定位算法

直接定位(DPD)算法能充分利用观测回波信息,在低信噪比条件下其定位精度一般要高于传统的两步定位算法。为解决多基站无源雷达系统中多个未知线性调频(LFM)信号辐射源的定位问题,该文提出一种基于DPD算法和分数傅里叶变换(FRFT)相结合的多目标定位算法。首先,根据建立的信号模型推导了理论上最优的高维最大似然估计器;其次,由于高维信号参数和目标位置联合估计的计算复杂度限制,利用基于FRFT和基本分类算法的降维策略将多目标定位问题转化为多个单目标定位问题;最后,目标的位置及相应信号参数可通过4维网格搜索得到有效估计。仿真结果表明,相比于已存在的忽略发射信号的DPD算法,该文提出算法定位性能更优。      

基于分数阶傅里叶变换的CSS抗干扰通信系统设计与实现

为适应新形势下的战场电磁环境,必须寻求一种新型抗干扰通信技术体制.提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)解调的非相干CSS(Chirp Spread Spectrum)扩频抗干扰技术,构建了调制解调模型并分析了其性能.研究表明,该系统在线性调频干扰情况下性能优于DSSS约2dB;同步实现难度低于直接序列扩谱(DSSS),易于在扫频扩频的基础上加入跳频功能实现二维扩频系统.通过DSP实现验证了方案的可行性.     

分数阶傅里叶变换的多项式相位信号DOA估计

针对多项式相位信号波达方向(DOA)估计研究较少的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的多项式相位信号(PPS)的DOA估计算法。该算法首先通过多项式相位变换,估计出PPS的最高阶相位系数,从而可以消除最高阶项。运用这一降阶思想,依次消除高阶项,这样PPS可降为线性调频(LFM)信号,然后将宽带的LFM信号转化为分数阶Fourier域窄带的平稳信号。在相应的分数阶Fourier域,运用求根MUSIC算法对信号进行DOA估计,从而把LFM信号的DOA估计推广到了PPS的DOA估计。理论分析和仿真实验表明,该方法能很好地估计出PPS的DOA,并且简洁。     

一种分数阶傅里叶变换快速算法的研究

介绍了分数阶傅里叶变换的定义,接着提出了一种分数阶傅里叶变换的快速算法,其中分数阶傅里叶变换快速算法分三步进行:线性调频信号乘法,线性调频信号卷积,另一个线性调频信号乘法,从而利用FFT来计算FRFT。这种算法思想直观,结果与连续FRFT的输出接近。最后用具体的信号作了计算机仿真,并给出Matlab仿真结果图。     

加权分数傅里叶变换在采样重构中的应用

针对频域非带限信号的重构问题,提出了一种基于加权分数傅里叶变换的采样与重构算法,并利用信号加权分数傅里叶变换在加权分数域的特性,得到了信号可完全重构的条件.理论分析和仿真结果表明,在满足给定误差的条件下,该算法能够以低于香农重构所需的采样率实现对信号的恢复,且简单易行,可利用FFT快速算法实现.     

分数阶Fourier域上非均匀采样信号的频谱重构研究

 本文研究了分数阶Fourier变换域上非均匀采样信号的重构问题.首先得到周期非均匀采样信号经非均匀分数阶Fourier变换后的频谱表达式,研究了该分数阶频谱和信号连续分数阶频谱之间的关系,并基于该关系式提出了一种分数阶Fourier域周期非均匀采样信号的频谱重构算法;其次,讨论了分数阶Fourier变换域上更加一般情况下非均匀采样信号重构问题;最后,给出了周期非均匀采样信号频谱重构的仿真结果.     

线性正则变换域的带限信号采样理论研究

线性正则变换是傅里叶变换、分数阶傅里叶变换的更广义形式,是一种潜在而重要的信号变换工具,但是与之相应的采样理论目前还不十分完备,所以有必要在线性正则变换域重新研究采样定理.本文从线性正则变换的定义和性质出发,首先得到时域均匀采样信号的线性正则变换;然后在此基础上导出了线性正则变换域带限信号的采样定理和重构公式;最后以chirp信号为例仿真说明了采样定理的应用.文中得出的结论是对经典采样理论的推广,将进一步丰富线性正则变换的理论体系.     

分数阶Fourier域中多分量chirp信号的遮蔽分析

本文从分数阶Fourier变换与时频分布的关系入手,在离散分数阶Fourier变换算法基础上导出了单分量chirp信号分数阶Fourier谱强度的近似表达,并依据分数阶Fourier变换的线性性质,得到了调频率不同的两分量chirp信号间分数阶Fourier谱相互遮蔽的量化结果,给出了图例分析,并进行了仿真验证.通过本文的分析可以知道分数阶Fourier域中调频率不同的多分量chirp信号间的相互遮蔽主要取决于各自的幅度、调频率和采样时间.当多分量chirp信号幅度、调频率确定后,可以通过延长采样时间来降低各分量间的相互遮蔽.     

光学分数傅里叶变换的转动定理

确定了极坐标系下光学分数傅里叶变换的解析表达方式,证明了光学分数傅里叶变换的转动定理,揭示了光学分数傅里叶变换具有的转动不变性质,充实了光学分数傅里叶变换有关转动问题的基础理论.计算机模拟实验证明了结论的可靠与可行.     

Chirp信号三种检测方法的性能分析

线性调频（LFM或Chirp）信号在雷达信号中已得到广泛使用。文中定性地分析了Radon-Wigner变换、分数阶Fourier变换和修正Chirp-Fourier变换检测离散Chirp信号的性能,计算了其对离散Chirp信号的能量聚集峰值。仿真试验表明,三种方法在信号长度为256点、信噪比为-5dB下都取得了较好的检测效果,相比之下,Radon-Wigner变换对离散Chirp信号的检测性能最优。     

分数阶Fourier域多分量微弱LFM信号的检测

为了提高对多分量微弱LFM信号的检测能力,提出了一种基于分数阶Fourier域非均匀采样理论的信号检测方法。首先提出了一种自适应非均匀采样方法,建立了该方法的模型,得到了非均匀采样LFM信号在分数阶Fourier域的频谱表达式。在此基础上,对多分量非均匀采样LFM信号进行了检测研究。计算机仿真结果表明,同传统的信号检测方法相比,该方法对微弱LFM信号具有较好的检测能力,而且减少了运算量,满足了实时性要求。     

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.     

RFRFT域非均匀采样信号重构算法研究

讨论了非均匀采样信号简化分数阶傅立叶变换（RFRFT）域频谱重构的方法,推导了利用原信号的连续频谱无偏估计重构信号的算法,并得到了重构公式,验证了RFRFT域非均匀采样信号重构的可实现性.同时仿真了RFRFT域上非均匀采样信号的重构实施例,验证了该方法在RFRFT域上非均匀采样信号重构的准确性和稳定性.