基于频域叠加和深度学习的频谱信号识别

针对频谱监测领域频带较宽、接收机采样步进受限而造成的宽带频谱信号难以识别的问题,提出了一种频域叠加预处理和目标检测相结合的频谱信号识别方法。该方法利用频域叠加对频谱数据进行多帧叠加来突出频谱中的弱信号,将叠加处理后的频谱图像送入改进的目标检测网络中进行信号类型的识别。经过实验证明,此方法能够有效地识别7种类型的频谱信号,提出的频域叠加预处理能够提升目标检测算法的精度,并提高频谱中弱信号的识别能力,在信噪比为6 dB时,算法能够达到89.7%的平均识别率。     

高精度频谱连续细化算法研究与实现

频谱分析是数字信号分析的基本方法之一,通过频谱分析,可以很好地获取信号的频率成分,了解信号在频域中的分布情况,从而获取需要的信号特征。基于FFT的全景谱分析,由于数据采样长度与采样频率的限制,不可能有很高的频率分辨率;尤其在宽频带的频谱分析中,常规FFT分析很难对局部的频率分布情况有很好的分析效果和准确获取主要频率成分的。基于上述原因及频谱细化分析应用的需要,该文详细论述了几种常见的频谱细化方法,并对频谱连续细化算法进行了深入研究并开发了具体的算法分析模块,通过仿真试验表明,频谱连续细化具有很高的分析精度;具有很高的工程应用价值。     

基于自适应TIADC的频谱模块设计

通过对时间交替采样(Time-interleaved ADC,TIADC)理论和下变频快速傅里叶(Fast Fourier Transform,FFT)的研究,提出一种复用FFT结构的自适应TIADC频谱分析设计方案。该方案首先通过四通道ADC进行时间交替高速采样,并采用频域互谱法估计时延误差,利用Farrow滤波器进行自适应校正;然后对采样数据作下变频处理,并复用FFT模块,实现高速采样的频谱分析;最后通过FPGA实验验证,证明自适应TIADC的频谱模块设计不仅能准确反映采集信号频谱信息,而且硬件资源开销相对减小。     

一种模型和数据混合驱动的电磁频谱态势测绘方法

频谱数据通常以多维度为特征,例如频率、时间、空间与信号强度等,这为采集以及可视化数据带来挑战。本文通过引入电磁频谱态势来表征信号功率谱密度在电磁空间的分布情况来实现目标区域内的频谱态势感知。目前频谱数据的获取方式通常为在目标区域内布置大量离散分布传感器,这导致采样效率低下,采样成本上升,在资源受限的情况下,上述采样方式并不可取。因此,本文从提高采样效率与降低采样成本出发,提出利用无人机采样实现目标区域内的信号功率数据获取,得到缺损二维、三维频谱态势,进一步提出一种模型和数据混合驱动的电磁频谱态势测绘方法,从而实现目标区域内部完整频谱态势的恢复。仿真结果表明,所提方法可以有效地完成目标区域内电磁频谱态势测绘,其补全精度与测绘效果均好于传统插值算法与张量补全算法。     

复调制Zoom-FFT方法的LabVIEW实现与应用

信号频谱中频率分量接近时,在较低的频域分辨率下难以检测,而传统FFT分析在提高频域分辨率的同时导致计算量大大增加;针对此问题,在LabVIEW平台中采用复调制Zoom-FFT方法,通过移频、滤波、重采样、FFT和频率调整实现频谱的细化;结果表明,复调制Zoom-FFT可以灵活地选择细化频带,提高频带内的频域分辨率并有较小的计算量;此外,合理的选择窗函数能够减少频谱失真;将该方法应用于异步电机故障诊断中,实现了转子断条故障分量的检测,为LabVIEW中的频率检测与故障诊断提供一种有效途径.     

压缩感知在数字电视信号频谱检测中的应用

目前频谱资源紧张,有效利用空闲频谱的认知无线电技术应运而生,IEEE802.22开放了VHF/UHF电视频段供认知无线电用户使用。为了合理利用电视频段,首先要对电视信号进行检测,随着数字电视的普及,对数字电视信号的检测尤为重要。传统奈奎斯特采样采样率高,耗费空间和时间,而电视信号在频域具有稀疏性,应用压缩感知技术能以随机采样的方式用更少的数据点来很好地恢复原始信号。鉴于此,应用压缩感知技术,采用能量检测法对数字电视信号进行频谱检测,提高频谱利用率。     

基于频谱特征提取的轨道移频信号检测的兼容性设计与实现

提出了一种基于频谱特征提取的轨道移频信号检测的兼容性算法,并在单芯片的微控制器STM32F405RGT6上利用该算法实现了对国产18信息移频信号和ZPW-2000移频信号的兼容性检测。通过综合分析两类移频信号的时频域特征,将过采样、ZFFT频谱细化、频率校正及频谱特征提取结合起来,通过两类不同的数字滤波器适应不同的算法设计需要,通过频谱特征提取实现不同频谱状态下的频率计算方式,有效地提高了频率的检测精度,拓展了调制频率的测量范围。实验结果证明,对国产18信息移频信号和ZPW-2000移频信号的中心频率、上下边频的检测误差不超过±0.1Hz,调制频率的检测误差小于±0.01Hz,在采样数据小于1S情况下,调制频率的测量范围可达到6~30Hz。     

基于相位差法的高精度测速雷达设计

测速仪是构建现代智能交通系统的重要组成部分。测速雷达由于频域采样时的频谱泄露,影响和限制了雷达对速度的最小分辨能力。运用相位差法对测速雷达回波信号的频谱进行校正,可以显著提高测速精度。给出了相位差法在DSP器件TMS320F28335上的实现方法,可使雷达响应时间小于10ms,测速精度达到0.1 km/h。     

基于压缩传感的宽带频谱协方差感知算法

宽带感知需要超宽的射频前端,非常快的数字处理设备,传统的频谱检测机制承受着巨大的压力.利用宽带频谱中信号频谱的稀疏特性以及实际稀疏数据观察值成组出现,即组稀疏的特性,将压缩传感算法应用于宽带频谱感知,通过阈值判断,对欠采样下的信号进行重构,进而进行频谱感知,提出了基于压缩传感的频谱协方差感知算法,当压缩比为0.1时系统...     

频域测量仪器及测试应用

我们在产品开发和生产中常用的无线电测试技术有时域、频域、数据域和调制域之分。由线性系统频域分析发展起来的频域测量技术,仍是当前对模拟系统测量的基本技术。主要涉及两个基本测量问题,即:系统频率特性的测量和频谱分析。频率特性早期的测量方法是以正弦波点频法为基础,而现在常用的为扫频测量方法;信号的频谱分析包括对信号本身的分析和系统非线性失真的测量。     

基于窗函数下频谱泄露的研究

阐述了现代信号处理的具体过程,分析了在频域中对信号进行频谱分析时产生频谱泄漏现象的原因.在分析研究传统的减小频谱泄露所采取的手段的基础上,进一步提出了如何通过合适窗函数的选择以减小频谱泄露对信号分析的影响,探讨了提高频谱分析质量的方法,并给出了相应的Matlab仿真结果.     

一种基于SIMULINK的新颖卫星抗截获系统仿真

SIMULINK是一个进行动态系统建模和仿真分析的软件包,其最大特点是可在仿真过程中改变系统参数,实时观察系统行为的变化。利用SIMULINK平台对一种融入了频谱感知和频谱分割技术的卫星抗截获通信系统进行仿真,该通信系统通过频谱感知技术获取频谱空隙的分布情况,然后利用频谱分割技术将信号频谱进行分散化,插入并隐蔽在正常通信频谱之中实现隐蔽通信。通过SIMULINK仿真分析,可得到从调制、分割、到聚合和解调等各个环节的的卫星通信系统的眼图和频谱图及其相关的频域技术数据,可用于指导硬件设计。     

语音短时分析与合成的滤波器实现

频谱分析技术在语音信号处理中得到了广泛应用。短时频谱分析是各种语音频域处理方法的基础,广泛应用于语音编解码、语音合成、语音识别等领域。通过时频分析理论,对语音短时频谱分析与合成进行理论推导,表明语音短时频谱分析与合成可以通过加窗和滤波语音信号实现,并据此提出具体算法,按照该算法处理实际语音数据。合成语音与原始语音相比,差异很小。     

基于信号采样自相关的步进宽带频谱感知方法

采用步进频域能量检测法可以提高在软件无线电平台的频谱感知的带宽范围,但能量检测法易受噪声不确定性的影响,而信号采样自相关检测法对噪声不确定性有很好的鲁棒性。为进一步提高软件无线电的检测性能,提出了基于信号采样自相关的步进宽带频谱感知方法。首先阐述了信号采样自相关检测的原理,然后对基于该原理的步进宽带检测方法的流程进行了分析,最后利用MATLAB软件仿真其检测性能。仿真结果表明,在信噪比（Signal-noise-ratio, SNR）不同的情况下,基于信号采样自相关的步进宽带频谱检测方法能达到所要求的检测性能。此 外,为了兼顾频谱感知的检测速度和频带带宽分辨率之间的关系,进一步提出了在原本固定步进值的步进宽带信号采样自相关的频谱感知方法中采用可变步进值的两阶段检测方法,该方法可 以获得较高的频带带宽检测分辨率和较短的检测时间。     

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。     

周期信号频谱分析应注意的问题

在实际应用中,常用ＤＦＴ算法对周期信号作频谱分析,但周期信号的频谱和一般信号的频谱有着不同的物理意义。一般信号的ＤＦＴ结果表示该信号在频率Ω处的频谱密度,它是一个连续信号,周期信号的ＤＦＴ仅表示它的基波及各次谐波的幅值,是一个离散信号。一些对一般信号进行频谱分析的方法,使用于周期信号则不合适。另外,如果采样时基选择不好、于周期信号则不合适。另外,如果采样时基选择不好、时基偏移或干扰等原因,都会造成     

基于Blackman-Harris相位差校正信号谐波分析方法

运用快速傅里叶变换(FFT)进行电力谐波分析时很难做到同步采样和整周期截断,造成的频谱泄漏将影响谐波分析精度.本文引入Blackman-Harris窗函数,分析其时域和频域特性,采用Blackman-Harris窗对谐波信号进行加权,结合相位差校正原理,用于谐波分析.推导了信号基波及各次谐波频率、幅值和初相角的计算式,...     

一种基于互信息的图像频域配准算法

图像配准是多源图像分析的关键步骤,是图像应用的基础。频域配准方法具有配准精度高和速度快的优点。P.Vandewalle的频域配准算法明显优于其他频域算法和一些空间域算法,对该算法进行了改进,仅使用了一半图像频谱灰度,在对分块后的频谱灰度进行分析时引入了互信息理论,实现了配准精度更高、速度更快的基于互信息的图像频域配准算法。     

对不同分辨率图象进行空间分辨率改善的频域方法

图象空间分辨率的改善在遥感图象和计算机视觉的一些应用中非常必要。已有的一些空间分辨率改善的频域方法是针对多幅相同空间分辨率图象的频谱解混叠方法。本文从分辨率低的欠采样图象会导致相应空间频率域频谱混叠的理论出发，给出了多次欠采样图象在频率域混叠的更一般的公式，并给出一种针对不同分辨率图象解频谱混叠的逐行迭代方法。最后通过计算机仿真实验对本文所述理论进行了验证。实验表明，该迭代解法在有噪声情形下也具有很好的收敛性。     

基于非均匀采样的频谱分析和弱信号检测

由于采样设备和被采样信号的限制,完全的均匀采样很难实现,实际中很多情况也需要用到非均匀采样,而当采样信号是非均匀时采样定理不再适用。使用基于最小二乘法的非均匀频谱分析法,详细讨论了频谱噪声的产生原因和影响因素。由于频谱噪声会淹没一些弱信号的频率成分,使用基于最小二乘法的幅值衰减法,衰减强信号频率成分和频谱噪声,通过仿真实验成功检测出幅值为强信号幅值一亿分之一的弱信号,并对非均匀采样信号的频率成分进行高精度的参数估计。