基于形态成分分离的风电场杂波抑制算法研究

由于时变风力涡轮机杂波(WTC)严重影响气象雷达的探测性能,文中研究了基于形态成分分离的风电场杂波抑制算法.该算法首先滤除静止地杂波,以减少回波信号中的形态成分分量;然后,引入形态成分分析思想,并改进短时傅里叶变换窗函数重叠率以减少WTC频谱泄露;最后,通过采用基追踪和分裂增广拉格朗日收缩算法,实现气象信号和WTC高精...     

一种基于多窗宽度STFT的PSWFs信号时频分析方法

固定窗宽度的短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)时频分辨率是固定的,难以对频率时变的椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions,PSWFs)信号的时频分布特性进行全面分析.剖析了窗宽度对不同参数PSWFs信号STFT时频分布的影响,...     

一种改进的跳频信号参数估计方法

针对在跳频信号跳变时刻和跳变频率估计方面实时性和估计精度无法同时兼顾的问题,提出了一种基于短时傅立叶变换(STFT)和多重信号分类(MUSIC)算法的跳频信号参数估计方法。在建立跳频信号数学模型的基础上,利用STFT选取较大时间窗对整个信号在时域进行粗搜索,生成时频谱图,提取时频脊线从而获得跳变时刻,然后选取较小时间窗在已知跳变时间段利用STFT进行跳变时刻的细估计,并利用MUSIC算法进行频率的精确估计。该方法利用STFT的二次估计,减少了MUSIC搜索范围,从而降低了时间开销。仿真表明该算法的跳变时刻频率估计精度高,实时性能满足参数测量需求。     

基于高斯短时分数阶Fourier变换 的海面微动目标检测方法

海上目标随海面颠簸导致姿态变化,引起回波功率调制效应,导致回波多普勒体现时变和非平稳特性.为此,本文将微多普勒理论应用于海杂波中弱目标检测,提出一种基于高斯短时分数阶Fourier变换(GSTFRFT)的海面微动目标检测方法.首先,建立海面目标的平动和三维转动回波模型;然后,基于海尖峰判别方法对回波信号进行数据筛选,改善信杂比,并采用GSTFRFT对微动信号进行增强处理,利用海面目标与海杂波的微动特征差异设计恒虚警检测方法;最后,通过GSTFRFT域滤波,提取信号的微动特征并得到瞬时频率.实测雷达数据仿真结果验证了算法的有效性,具有在强海杂波中检测微弱目标的能力.     

一种基于连续波雷达的手势识别方法

为了解决依靠光学传感器进行手势识别对外部环境依赖较大的问题,提出了一种基于连续波(Continuous Wave,CW)雷达的手势识别方法,并建立了4种手势动作的回波数据库.首先,对CW雷达回波进行短时傅里叶变换(Short-Time Fourier Transform,STFT)获取手势动作的时频谱;然后,通过设立阈值将时频谱中的背景杂波去除;接下来,对处理后的时频谱提取方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)特征;最后,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)作为分类器,以HOG特征作为输入进行手势识别.实验结果表明,所提方法在普通室内环境下的识别精度超过95％,能够对典型的手势动作进行有效识别.     

基于信息熵的自适应窗长STFT算法在AFVISAR中的应用

在用短时傅里叶变换（STFT）对全光纤速度干涉仪（AFVISAR）的输出信号进行瞬时频率估计时,由于窗长固定,频谱的时频分辨率不能根据信号特点而改变。为了解决这个问题,提出一种基于最小信息熵准则的自适应窗长STFT算法。仿真结果表明,该算法可以根据信号特征有效地解决时间分辨率和频率分辨率之间的折衷,提高瞬时频率估计的准确性。     

基于分数阶谱相减的弱目标检测方法

提出了海杂波背景下的基于分数阶谱相减的弱运动目标检测方法。该方法通过对回波信号检测单元和参考单元分别作分数阶Fourier变换(FRFT),然后将得到的两个模值相减来构成检测统计量,达到抑制杂波、提高检测概率的目的。利用IPIX实测数据实验表明,所提方法在增加目标与杂波FRFT峰值差、提高信杂比以及检测概率等方面都明显优于仅对回波作FRFT变换。在信杂比降低到-12 dB时仍能很容易地检测出目标。设置适当的恒虚警检测门限,该检测方法能够达到更好的检测效果。     

基于STFT的信道化接收系统研究及设计

根据现代电子侦察接收系统侦收信号的具体要求,研究了短时傅里叶变换（STFT）信道化信号处理系统的可行性方案。首先,介绍了 STFT 信道化的方法,具体阐述了 STFT 的原理,以及快速傅里叶变换 Winograd 方法。然后,研究了 STFT 信道化后的参数编码方法,分析了加升余弦窗后的频率测量方法,脉冲宽度、到达时间估计方法。最后,通过仿真测试,验证了系统的可行性。     

一种基于FPGA的高速短时傅里叶实现

短时傅里叶变换(STFT)由于其算法简单、处理时间短及易于实现等优点,因此其在图像处理、语音分析、信号检测及参数估计等领域获得越来越多应用。通过分析短时傅里叶变换算法原理,设计了一种基于现场可编程逻辑器件(FPGA)的高速短时傅里叶实现结构,该结构充分利用蝶形单元运算特点,在满足时间分辨率及频率分辨率的基础上降低了运算复杂度,并在高速率运行时钟下节省了硬件资源。     

联合时频分析和谱估计的机动目标ISAR成像

机动目标逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像中,在对目标回波进行平动补偿之后,每一个包含目标散射点的距离单元的回波都可以表示为多分量的线性调频信号.鉴于机动目标散射点多普勒频率的时变特性,传统的距离-多普勒(Range Doppler,RD)算法获得的机动目标...     

闪烁现象下基于微动补偿的旋转叶片参数估计方法

目标旋转叶片的微动特征对雷达目标识别有重要意义,但当雷达回波中存在强闪烁现象时难以测量微动参数。针对此问题,提出了一种调频连续毫米波雷达在闪烁现象下的微动补偿参数估计方法。首先建立了调频连续波雷达的旋转散射点回波模型,由线积分得到旋转叶片雷达基带回波信号的解析形式,分析了闪烁现象产生机理和特征。然后,考虑到回波信号所具有的周期性脉冲特征,构造了基于周期脉冲模型的微动参数补偿算子对回波信号进行参数补偿。最后,检测补偿后信号能量峰值完成了旋转叶片微动参数的估计。仿真和实测数据的实验结果表明,所提方法在强闪烁现象下对旋转叶片的旋转频率、旋转长度和初始旋转角具有较高的参数估计精度。     

基于逆Radon变换的微动目标重构研究

目标微动对雷达回波的调制效应包括微多普勒调制、高分辨像调制和RCS调制等。根据单频和线性调频信号下典型微动目标的电磁回波模型,分析了微动在单频回波和高分辨距离像上的调制特性,在研究了微动目标的微多普勒时频图以及距离像-时间序列图的调制规律后,提出了基于逆Radon变换重构微动目标二维强散射中心分布的方法,对于微动目标利用回波高分辨距离像序列和时频分布图实现了目标二维重构,通过对仿真实验和暗室测量数据实验验证了该方法的可行性和有效性。     

Micro-motion target sensing by stepped-frequency continuous-wave radar

Mechanical micro-vibration of a target may induce phase modulations on the radar echo, and the vibration can be detected to identify micro-motion target. In this paper, a new method to detect a mi-cro-motion target and obtain its range and micro-motion frequency is proposed in which multiple periods stepped-frequency continuous-wave signal and Moving Target Indication (MTI) filter are adopted. The simulation results illustrate the validity of this method and present the detection of the target range and the vibration frequency. The experiment gives promising results.     

基于同步压缩短时傅里叶变换的微型无人机识别

针对利用雷达微多普勒效应的微型无人机识别问题,提出了一种基于同步压缩短时傅里叶变换(Synchrosqueezing Short-Time Fourier Transform,SSTFT)的分类识别方法.首先对无人机的微多普勒回波信号进行SSTFT从而获得信号时频谱,然后对时频谱进行多维度特征提取获得回波信号的时频特征...     

Analysis and filtering using the optimally smoothed Wignerdistribution

The authors consider the analysis and filtering of a deterministic signal with slowly time-varying spectra using the optimally smoothed Wigner distribution (OSWD). They compare this mixed time-frequency representation (MTFR) to other MTFRs such as the spectrogram, the short-time Fourier transform (STFT), and the Wigner and pseudo-Wigner distributions. The authors propose an approach to designing linear time-varying filters for slowly time-varying signals which is based on the concept of local nonstationarity cancellation and show that it is equivalent to masking the optimal STFT. The performance of the filter in suppressing white noise and in decomposing a slowly time-varying signal into its components is studied and compared to the performance of the techniques based on the STFT     

关于动目标近距的杂波谱中心补偿

杂波谱中心补偿是机载雷达动目标检测的关键步骤.杂波谱中心的估计方法主要有两种:惯导估计法和回波数据估计法.对于机载雷达的动目标检测所运用的估计方法利用回波数据进行估计杂波谱中心,然后利用惯导估计的杂波谱中心进行解模糊操作.但是在5km近距的杂波谱中心发现,传统的回波数据方法—重心法估计、相关法估计,仍然会使动目标检测出...     

基于LRMO及MCA的机载雷达风电场杂波抑制方法

风力发电迅速发展,风电场杂波使机载雷达产生大量虚假目标,导致机载雷达出现检测概率下降、虚警概率上升等问题。因此,研究机载雷达风电场杂波抑制方法对于提升机载雷达工作性能具有十分重要的意义。考虑到机载雷达风电场杂波先验信息无法实时获取、难以估计且机载雷达回波频谱更加复杂等特殊问题,本文基于低秩矩阵优化（LRMO）算法根据风电场杂波与目标微动特征随时间的不同变化特性,实现目标与风电场杂波处于不同距离单元的风电场杂波抑制。目标与风电场杂波处于同一距离单元时,考虑到LRMO算法存在的局限性,依据风电场杂波与目标的不同稀疏特性,利用形态成分分析（MCA）算法进行补充抑制风电场杂波。实验结果验证了所提方法的有效性。      

基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计

针对传统方法基于宽带回波距离像包络信息提取微动分辨率较低这一问题,该文提出了一种结合宽带回波距离像包络信息和相位信息的微动特征参数化估计新方法。该方法通过对回波距离像包络分段并对各段进行Keystone变换实现距离方位解耦和,得到目标由于微动引起的各散射点相对参考点径向微距变化粗估计。利用粗估计结果提取回波相位信息,由相位测距原理可得到各散射点的精确微距曲线,进而完成进动目标运动及几何参数的估计。相比于只利用距离像包络信息提取微动的传统方法,所提算法可有效提升参数估计精度。仿真实验验证了其有效性和稳定性。     

基于微动特性的单根箔条回波信号时频特性

针对箔条微动对回波信号调制的问题,提出一种单根箔条回波构建方法。首先建立单根箔条的典型微动模式的运动学方程,然后基于散射中心对该微动模式下的单根箔条回波进行仿真,最后通过时频方法对单根箔条回波信号的微动变化规律进行分析。仿真结果表明,建立的单根箔条微动模型能够有效地反映箔条回波信号的微动特性,为精确建立箔条云回波模型提供了技术支撑,并为有效识别箔条干扰、改善雷达性能提供了理论依据。