基于小波变换相干积累的微弱信号检测

在低信噪比下检测信号的方法倍受关注。本文提出基于小波变换的信号相干积累方法,利用小波变换的子带编码理论,通过在多个子带中进行相干积累。积累后的信号再用周期谱方法进行估计,证明该方法可进一步改善信号的检测能力。文中以脉冲雷达回波信号和相位码信号为例。仿真结果表明,这种方法能在-19db信噪比(雷达回波)和-22db信噪比(相位码信号)下检测信号。     

强噪声背景下的信号检测

在低信噪比下检测信号的方法备受关注。利用周期谱估计方法能在较低的信噪比下检测信号。本文提出基于小波包去噪的周期谱测量方法。该方法可进一步改善信号的检测能力。文中以相位码信号争以电视为发射信号的无源相干定位系统的回波信号为例，应用小波去噪和周期谱方法进行仿真。仿真结果表明，这种方法能在-21dB信噪比(相位码信号)和-14．5dB信噪比(电视信号)下检测信号。     

OTHR低信噪比下的机动目标检测算法

在天波超视距雷达(OTHR)中,采用短时间相干积累时,可以提高数据率和检测效能,减小电离层污染。但采用短时间相干积累时,目标信噪比往往较低,检测难度较大,而机动目标的多普勒扩展进一步增加了目标的检测难度。传统的机动目标检测算法利用基于高阶模糊函数(HAF)的多普勒补偿算法来提高机动目标的可检测性,但由于HAF多次用到非线性变换,而每次非线性变换都会损失部分信噪比,因此对输入信噪比要求较高,难以适应于更低信噪比环境下的机动目标检测。将机动目标回波建模为三阶多项式相位信号,采用一种低非线性度的运动参数估计方法并结合多普勒补偿算法对目标回波进行处理,仅需要一次相位降阶操作,减少了信噪比损失,降低了对输入信噪比的要求。经过仿真验证,该算法的输入信噪比门限为-3dB,而HAF算法的输入信噪比门限为3dB。     

一种频率步进雷达目标运动参数估计方法

为实现低信噪比下目标的精确运动补偿,提出基于Keystone变换和Morlet小波变换的方法估计低信噪比下目标速度和初始距离参数。在分析频率步进雷达运动目标回波信号基础上,首先采用Keystone变换法去除回波信号高次相位项,然后对回波信号做IFFT运算,再进行FFT 操作,便可得到距离-速度二维参数谱。考虑低信噪比对参数估计的影响,文中将距离维参数谱通过Morlet小波变换去除噪声,进而获得目标运动参数的精确估计。最后计算机仿真实验进一步说明了该方法的有效性。     

Harr小波在BPSK信号检测中的应用

BPSK(二进制相移键控)信号相位突变点的检测是BPSK信号处理的一个重要特征,尤其在低信噪比情况下,对相位突变点的检测更加困难。文中利用Harr小波对含噪声的BPSK信号进行小波变换,利用BPSK信号在Harr小波变换下的特性很容易从小波系数中得到BPSK信号的基带信号。     

基于小波变换人体生命参数探测方法

探讨了使用小波变换对人体生命参数检测。其基本原理是利用电磁波照射人体,其回波信号被人体生命活动引起的体表微动(如呼吸、心跳)调制后,使得回波信号的某些参数(如频率、相位)发生改变,通过小波变换技术检测回波信号参数的变化提取出人体生命参数。重点研究了小波变换方法在人体生命参数检测和识别中的应用。     

基于小波变换的MSK信号码速率盲估计

针对最小频移键控调制信号的码速率估计问题,提出一种基于Haar小波变换的MSK信号码速率盲估计方法。首先对接收信号作傅里叶变换得到信号频谱,对频谱频点分析粗估计信号的码速率,接着通过粗估计的码速率选取短时傅里叶变换窗函数长度和3个小波尺度,利用短时傅里叶变换得到信号瞬时频率变化,再利用小波的边缘检测特性对信号瞬时频率序列相位跳变点检测,最后对检测结果作频谱分析,估计频率得到MSK信号的码速率。仿真结果表明,高于信噪比门限时本算法可以对MSK信号码速率有效估计。     

基于小波变换的可见光通信系统码间干扰抑制技术

码间干扰直接影响可见光通信系统的通信性能,当前的应对方法存在一定的不足,为了实现系统信号稳定传输,文章采用基于小波变换的可见光通信系统码间干扰抑制技术,在分析可见光通信系统信道模型和信号多径特征基础上,利用小波变换将系统回波数据频谱变换到小波域,在小波域内通过恒虚警概率方法识别码间干扰小波系数,构建码间干扰小波系数的恒虚警检测器,将小波系数大于检测门限的码间干扰去除,实现对可见光通信系统码间干扰的抑制。实验结果表明,该方法的信号干扰抑制比和信号失真比均较低,可提高可见光通信系统的输出信噪比,有效抑制码间干扰对系统信号频谱的影响,保证系统信号传输稳定性。     

基于FRFT的雷达微弱目标信号检测算法

针对低信噪比下雷达目标回波检测的问题,提出对回波预处理后接分数阶傅里叶变换的检测方法。预处理为AR滤波器抑制杂波并用小波去噪。由于低信噪比下分数阶傅里叶变换检测性能低,对回波做预处理提高回波信噪比。再运用分数阶Fourier变换对LFM信号的聚敛性质检测。仿真结果表明,文中提出算法检测性能优于直接进行分数阶傅里叶变换。     

GEOSAR相位定标附加相位估计方法

地球同步轨道合成孔径雷达(GEOSAR)相位定标系统由于其运行于地球同步轨道之上,因而会存在弱信噪比的问题,而对信号进行相干积累是一个提高信号信噪比的有效办法。首先分析了卫星轨道运动对于相干积累过程的影响,尤其是在长时间积累过程中,卫星的轨道运动会给GEOSAR相位定标信号增加一个非线性的附加相位调制,利用容积卡尔曼滤波的方法,能够在非线性较强的条件下对附加相位依旧有较高的估计精度,并在此基础上构造匹配滤波器对信号进行匹配滤波,实现信号的相干积累。     

一种新型超声信号消噪技术及其DSP实现

为了提高超声无损检测和无损评价中基础数据的信噪比,利用小波变换多分辨率性能实现对超声信号的消噪.将原始超声回波信号进行小波域子带分解后,按照一定的规则对细节信号进行软阈值处理,然后根据概貌信号和处理后的细节信号重构原信号,从而消除了噪声,达到提高信噪比的目的.该方法在DSP上进行了实现,实验结果表明,该方法增强了消噪性能的稳定性,提高了超声回波信号的信噪比.     

小波变换在雷达回波信号消噪处理中的应用

分析了雷达回波信号中所含噪声的特点、小波变换的原理,在此基础上着重论述了小波变换应用于雷达回波信号消噪处理的原理和方法,并从仿真试验中验证:将小波变换应用于雷达回波信号的消噪处理,可以极大地改善回波的信噪比,提高目标信号的可检测性.     

结合CPT的相控阵空中高机动目标参数估计

针对高机动目标多谱勒走动使得传统方法检测和参数估计性能下降的问题,提出了一种最优处理器框架下的结合三次相位变换(Cubic Phase Transform,CPT)的相控阵雷达空中高机动目标参数估计方法,该方法将三次相位变换引入相控阵体制,利用相控阵体制下回波相位的相关性,补偿接收信号空间相位,实现接收信号的相干积累,然后通过求取补偿后信号的相位函数矩阵,实现信号的参数分离,最后进行参数估计。仿真结果证明,该算法能够在输入信噪比较低、采样脉冲较少的情况下,获得较高的参数估计结果。      

调频连续波相干激光雷达的多脉冲频域相干累积研究

针对相干激光雷达在低空、远距离、高动态目标探测等应用场景中存在的弱信号探测问题,基于调频连续波相干激光雷达,采用多脉冲频域相干累积方法提高激光雷达弱回波信号的信噪比。结合调频连续波理论,分析了信号幅度起伏和相位起伏对多脉冲频域相干累积信噪比效果的影响,实验结果表明,经过M脉冲周期的频域相干累积,微弱回波信号对数信噪比可提升10lg M dB,并且信号幅度起伏、相位起伏可导致多脉冲相干累积信噪比低于理想相干累积信噪比,对于均值分别为2.25×10^-4、1.65×10^-4和相对起伏幅度分别为0.69、0.93的回波信号而言,相位补偿后的回波信号在50脉冲周期内相干累积信噪比的误差因子最大为0.57%、0.3%,该多脉冲频域相干累积方法对相干激光雷达在远距离目标探测、微弱信号接收方面的应用具有重要意义。     

RWT在抑制箔条干扰中的应用

基于以线性调频信号LFM为发射信号的高分辨雷达，提出一种利用Radon—Wigner变换(RWT)进行相干积累的方法，并将该方法应用于抑制箔条干扰。理论分析和计算机仿真都征明，它能大大的增加相干积累时间，更充分利用回波的能量，显著的提高了雷达的检测能力。     

宽带回波信号的非线性幅相压缩性能分析

为了在雷达回波数据压缩中较好地保留目标的相位信息,研究了基于非线性离散余弦变换(DCT)和自适应小波贪婪(AWG)算法的幅相压缩性能。运用上述2种算法对宽带回波信号分别进行了正交I/Q压缩和幅相压缩实验。通过性能指标CSNR(压缩信噪比)和CPSD(压缩相位标准差),比较了I/Q压缩和幅相压缩的压缩性能。结果表明,同传统的I/Q压缩相比,幅相压缩能很好地保留目标的幅相信息;上述2种幅相压缩方法在不同信噪比情况下各有优势,非线性DCT幅相压缩适宜于压缩低信噪比宽带回波信号,基于AWG算法的幅相压缩则适宜于压缩高信噪比回波信号。     

低信噪比下的语音端点检测算法研究

为了解决传统方法在强噪声环境下,语音检测性能急剧下降的缺陷,提高信号在低信噪比(0 db以下)语音端点检测的准确性,本文提出了一种将多窗谱估计谱减法和自适应子带能熵比相结合的检测算法.该算法利用增益因子可变的多窗谱估计谱减法对低信噪比信号进行降噪,提高其信号的信噪比,再将每帧信号分为若干个子带(其数量可自适应选择),提取每个子带能熵比参数进行端点检测.实验结果表明,当信噪比为-10 db时,信号检测准确性维持在95％左右.该方法能在低信噪比情况下,显著提高端点检测准确性和可靠性.     

基于子孔径Hough变换的SAR转动目标检测

受杂波影响,转动目标SAR回波在距离压缩域呈现断续正弦曲线特征而不易检测。提出一种基于子孔径Hough变换的转动目标检测方法,对全孔径进行分段积累检测,在子孔径内通过FFT将同一距离单元上的信号相干积累以提高信噪比,在孔径间采用广义Hough变换进行非相干积累进一步抑制杂波。该方法适用于硬件开销更小的单通道系统,两级检测获得稳健的杂波抑制性能和更优越的转动目标检测和测量性能。实验仿真结果验证了方法的有效性。     

分离参数的空中机动目标参数估计方法

本文提出一种基于三次相位变换(Cubic Phase Transform, CPT)和匹配滤波的机载前视阵雷达机动目标参数估计方法。该方法首先补偿目标回波信号的空间相位并进行空域相干积累,以此提高输出信杂噪比;然后采用CPT实现待估参数分离,将二维联合估计分为两个一维估计,降低算法复杂度;最后重构目标信号并通过匹配滤波完成机动目标的参数估计。该方法复杂度低,在低信噪比下的参数估计性能接近克拉美罗下界(Cramér-Rao Lower Bound, CRLB)。数值仿真结果验证了所提方法的有效性。      

高机动目标对雷达检测的影响分析

针对无人飞机、导弹、卫星等高速目标机动飞行的特点,分析了目标飞行过程中相对雷达径向速度、径向加速度以及加加速度随时间的变换关系,并利用高次幂相位回波信号建立了信号模型,研究了高次相位对常规方法进行目标检测的影响,获得了最佳积累脉冲数与信噪比、加加速度的关系;最后,提出一种利用短时分数阶傅里叶变换(STFRFT)对三次相位信号进行分析和参数估计的方法,仿真表明该算法处理性能高于傅里叶变换,可为实际雷达检测高机动目标提供理论参考。