基于不同方法的飞机舱音背景声频谱特征的获取与分析

由于飞机事故的舱音样本不宜对外公布、同一机型的异常舱音背景声也不易在飞行过程中测录到,且基于舱音译码辨听和音频分析的传统方法难以准确获得舱音背景声的频谱特征。因此,获取、检验和比较已获舱音背景声的频谱特征的正确性十分必要。为解决此问题,以测录到的飞机超速音频警告声为研究对象,首先基于小波变换的多尺度分析获取该舱音背景声的频谱特征,然后提出基于线性调频Z变换方法和相关分析方法对该警告声的主要频谱计算比较。结果及应用表明：小波变换、线性调频Z变换（CZT）和相关分析三种不同理论方法的尝试为调查分析飞机事故原因提供了可供比较的、有效的新途径。     

基于线性调频信号二次相位变换的主动声呐目标速度估计

分数阶傅里叶变换常用于主动声呐线性调频信号的分析,通过搜索变换参数可以估计目标的相对速度.但是由于其参数搜索计算量偏大,在自主式水下航行器等计算力有限的小平台难以实时处理.针对该问题提出了一种基于二次相位变换的线性调频信号速度估计方法,根据多普勒频移后线性调频信号的二次相位变换的解析解,分析了二次相位变换后变换域频谱展...     

FFT-CZT技术在单天线LFMCW无线电高度表中的应用

设计了单天线线性调频连续波(LFMCW)无线电高度表系统,该系统采用矢量对消技术抵消来自环形器泄漏和天线驻波反射的信号.采用快速傅立叶变换(FFT)与线性调频Z变换(CZT)相结合的技术(称为FFT-CZT技术)对发射信号和回波信号混频后的中频信号进行频谱分析(先用FFT技术进行频谱粗分析,再用CZT技术进行频谱细分析),以解决频率分辨率与计算时间的矛盾,提高系统的测量精度和抗干扰能力.仿真分析了单天线LFMCW无线电高度表系统的工作过程.仿真分析结果表明:将FFT-CZT技术应用于单天线LFMCW无线电高度表中是可行的;与传统的模拟体制相比,系统的测量精度和抗干扰能力明显提高,系统可应用于除零高度以外的高度测量中.     

用CHIRP—Z变换法识别小阻尼系统的品质因数

本文利用线性调频Z变换法(即CHIRP-Z变换法,以下简称CZT算法)及加指数窗的方法,从分辨率较差的数据中,识别品质因数.仿真计算表明,该方法具有相当高的精度.本方法已被编制在集数据采集、频谱分析:结果输出为一体的软件包内,并在哈尔滨市某研究所应用,效果良好.     

线性调频信号检测的快速调频变换算法

线性调频（LFM）信号是雷达和声呐系统中常用的宽带信号。介绍了一种快速调频变换算法,用于线性调频信号的检测。首先对该方法进行了详细的推导和讨论,讨论了该快速算法中使用到的部分傅立叶变换快速算法,并研究了快速调频变换算法的计算量。最后,实验表明了快速调频变换算法有良好的信号检测性能。     

齿轮故障振动啮合调幅调频信号分离方法

齿轮故障时振动信号中同时存在调幅调频信号。基于齿轮故障振动啮合调制信号数学模型,利用平方幅值解调和基于调频信号与第一类贝塞尔函数之间关系的频率解调方法,分别建立关于调幅和调频参数的非线性方程组;再应用最小二乘优化算法求解参数,提出一种调幅调频信号准确分离的新方法。并将离散频谱校正技术用于提高该分离方法的准确性。仿真结果表明：该方法精度高,抗干扰能力强;分离出的调频信号比希尔伯特变换和基于能量算子解调求解的调频信号精度高。实验分析表明,不同故障分离的调幅调频信号存在明显的特征和差异,从而为齿轮箱故障提供了一种新的诊断方法。     

ZFFT与Chirp-Z变换细化选带的频谱分析对比

在细化选带频谱分析中，复调制细化方法（ZFFT）和线性调频Z变换方法（Chirp—Z变换）是常用的两种方法。通过理论分析和仿真计算，对两者在算法、特点和误差方面进行对比分析表明：对于单频率和谱线干涉不严重的多频率谐波成分，使用FFT后进行校正，或者使用CZT细化分析，均能得到高精度的频率、幅值和相位，不必使用ZFFT；对于发生严重干涉现象的密集多频率谐波成分，ZFFT通过增大细化倍数后重采样，把干涉的各频率成分分离后进行校正可获得高精度的信号参数，但CZT只是把细化分析频带局部放大，无法消除干涉影响，提高频率分辨率也无法分离出信号的真实频率成分。通过增大采样点数，减少干涉产生的误差，CZT可以获得较高精度的信号参数，但却大大增加了运算时间。     

一种舱音背景声的特征频率获取方法-CZT算法

针对传统舱音译码系统在辨听、分析舱音背景声上的不足,并利用线性调频Z变换(CZT)适用于高采样频率的信号、而且计算中可以任意调整频率的分辨率等频谱分析的灵活性,提出基于CZT获取飞机舱音背景声的特征频率的新方法.通过仿真和以飞机驾驶舱高速配平移动背景声为例进行计算分析.和实验测试结果对比得出:CZT方法是一种适合于确定舱音背景声特征频率的有效方法,对调查飞机事故原因具有较好的实用性.     

利用Radon-Wigner变换的空间目标测距算法

针对雷达对运动目标的测距问题,根据运动目标在宽带线性调频脉冲照射下的回波特点,提出了一种采用Radon-Wigner变换进行运动目标测距的方法。该方法首先研究了运动目标多散射点回波信号经Stretch处理的数学模型,然后针对处理后回波的叠加性和线性调频特点,利用Radon-Wigner变换的时频聚集特性,对其进行调频参数的估计,进而实现匀速运动目标的测距。仿真结果表明,该方法对运动目标的测距是有效的。     

基于Z变换的频谱细化方法及其应用

本文介绍一种基于Z变换的频谱细化方法—C-ZOOM算法。应用该方法对频谱细化后再进行傅利叶变换得到的细化倒谱,克服了在频率分辨率较低时,倒频谱效果较差的缺点,并将其应用于识别齿轮振动信号的调制边带结构。     

DFT加速及其在非平稳随机振动计算中的应用

为了降低非平稳随机振动的计算量,采用了离散付立叶变换和线性调频Ｚ变换（ＣＺＴ）。针对工程常用的演变随机激励,将激励的包络和功率谱函数分开处理,这可使理论计算与实测数据相结合,从而克服阻尼难以确定的难点。算例表明,分段ＣＺＴ较普通ＣＺＴ可节约１／３计算量;而平稳的功率谱与包络分开处理也大大节约了计算量并易于工程实际应用。     

多重自相关和Chirp-Z变换测量旋转机械转速

在实际的振动测速过程中,有效信号往往淹没在噪声之中,FFT不能准确识别振动信号的有效转速频率。针对FFT抗噪声性能和测量精度不足的问题,提出一种多重自相关和chirp-Z变换相结合的算法。该算法能够提取强噪声背景下的有效信号,精确测量旋转机械的转速。通过仿真和对实验数据的分析,验证此方法的稳定性和有效性,具有很好的工程应用价值。     

Decomposition of Multicomponent Exponential Decays by Spectral Analytic Techniques

It is shown that multicomponent exponential decays can be analysed using a technique which produces a spectrum whose peaks correspond in amplitude and position to the various exponential components present in the data. This technique is analogous to the Fourier Transform which provides a spectrum of the frequency components (complex exponentials) of a signal. Three techniques—the Orthonormal Exponential Transform, the Inverse Laplace Transform and the Gardner Transform are examined and their relative effectiveness in producing the desired spectra from theoretically generated and experimental data is discussed. It is shown that the updated Gardner Transform can be Ilsed to analyse experimental multicomponent exponential decays.     

频谱校正理论的发展

在分析国内外各种频谱校正方法优缺点的基础上 ,系统地评述三点卷积校正法、比值 (内插法 )校正法及相位校正法等若干理论发展及应用问题。目前频谱校正理论已经能准确地自动识别出离散频谱中的单频成分和间隔较远的多频率成分 ,并自动校正其频率、幅值和相位 ;对多频成分谱线干涉中的单频成分能自动判定 ,且能用参数识别法对两个密集频谱进行校正 ;对于密集频率成分信号 ,可用频谱细化的方法 ,将发生谱线干涉的各谱峰分离开 ,再进行识别和校正。在不采长样时 ,密集频率成分和连续谱的识别和校正技术将是主要研究方向。频谱校正理论在振动信号分析和故障诊断中具有广阔的工程应用前景     

基于分数阶傅里叶变换的水声信道参数估计

准确估计水声信道参数,对提高通信系统的性能有着重要的意义。Chirp脉冲有良好的相关性,常被用作信道探测信号。鉴于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)对chirp类信号的处理特性,用chirp信号作为测量信号,FRFT作为后端处理技术,可以得到很好的处理效果。研究了基于FRFT的水声信道多途时延和多普勒频偏参数估计的原理和方法,该方法通过发射具有正、负调频斜率的组合线性调频信号,在接收端根据FRFT幅值输出的峰值位置估计信道参数。仿真结果表明,此方法计算量与FFT相当,且有较高的估计精度。     

Chirp变换频谱分析仪的设计及其数字部分的实现

太赫兹频谱分析仪应用技术中,Chirp变换频谱分析应用了声表面波滤波器件,能够保障中频、分辨率等参数,满足深空探测领域对稳定性和功耗的严格要求。但目前国内的Chirp变换频谱分析仪只能处理400 MHz带宽的输入信号,不能完全满足应用需要。为了提高带宽,本文围绕1 GHz带宽声表面波滤波器件,利用直接数字频率合成技术产生与其匹配的2 GHz带宽的线性调频信号,设计了带宽为1 GHz,中心频率为3. 2 GHz的频谱分析仪,并对数字部分进行了实现和结果分析验证。     

基于复解析带通滤波的自由衰减振动信号的频谱校正法

通过复解析带通滤波构造时域信号的解析信号,消除因时域实信号作FFT时由于时域截断产生的负频率成分能量泄露对正频率成分的干扰,从而提高自由衰减振动信号频谱校正精度。仿真分析及工程实测结果表明,当各个固有频率相隔较远时,校正精度很高。但在各阶固有频率靠得很近时不能直接使用这种方法。     

调制FFT及其在离散频谱校正技术中的应用

提出了一种调制快速傅立叶变换(FFT),通过时域调制对实信号进行移频,打破频域内的对称性,再进行传统的FFT.该算法克服了直接进行FFT计算结果有一半冗余的缺点.将频率分辨率提高了一倍.提高了频率定位的精确度,从而减小了最大的幅值和相位误差,并进一步提高了抗噪性能.以比值校正法和相位差法为例,将调制FFT应用到离散频谱校正技术中,解决了基于FFT的离散频谱校正方法由于噪声影响而出现的一些问题,进一步提高了校正精度和抗噪性能.理论分析和Monte Carlo计算机模拟实验验证了上述结论的正确性.     

极低频信号的一种离散频谱校正新方法

对于振动工程中常见的极低频、极短时、极高频(接近奈奎斯特频率)等极端频率信号,常用的离散频谱分析与校正方法存在较大误差.对极端频率信号的典型情形进行了分析,针对极端频率信号中的极低频信号,提出了一种计及负频率成分干涉影响的离散频谱校正新方法.该方法基于Blackman窗,利用局部谱峰附近的三条谱线,建立包含正负频率贡献的离散频谱校正模型,通过对模型的求解获得频率、幅值和相位校正公式.采用频段内扫描的方式对频谱校正公式进行了仿真验证,结果表明所提方法有效降低了负频率成分的干涉影响,对极低频信号的频率、幅值和相位校正有较高的精度.     

STFT及其在回声消除方面的应用

论述了STFT(Short-Time Fourier Transform)理论及其特点,设计了一个在桌面音频系统中由于麦克风和听筒的耦合而产生语音干扰(主要是回声)的消除系统,该系统利用STFT将所需信号和噪声信号变换到频域,通过频谱相减消除噪声。提出了一个基于多信道回声消除器的子带最小二乘滤波器理论分析和估算方法,该方法具有较强的自适应能力、算法收敛快、控制精度高。