分数阶Fourier变换域的反辐射导弹检测技术

通过推导单频信号和线性调频（LFM）信号旋转角正负对称的分数阶Fourier变换（FRFT）模函数,得到一个有用的结论：单频信号正负对称旋转角的FRFT模值相等,模函数关于中心点对称,而对于LFM信号,其模幅度差别很大。根据此结论提出了一种基于观测信号正负对称旋转角的FRFT模之差的反辐射导弹（ARM）检测方法。此方法可以有效地消除载机信号的干扰。仿真结果表明,此方法在低信噪比下能有效地检测出ARM。     

基于分数阶傅里叶变换的反辐射导弹检测技术

提出一种应用分数阶傅里叶变换(FRFT)来检测反辐射导弹(ARM)的新方法。由于分数阶傅里叶变换可以通过快速傅里叶变换实现,且不需进行多通道相位补偿,计算量小。仿真结果表明,该方法能够在ARM信噪比低达-14dB、ARM与载机回波功率比为-27dB的情况下,准确地检测出ARM来,从而实现ARM发射的早期告警。     

基于载机信号重构的反辐射导弹检测技术

针对反辐射导弹的检测问题,主要是消除载机信号的干扰。提出一种基于栽机信号重构的反辐射导弹检测技术。首先,在频域估计出载机信号的多普勒频率以及幅度后,重构载机信号,并在分数阶Fourier域消除载机信号;最后结合载机信号和反辐射导弹信号在分数阶Fourier域的差别,有效地排除载机信号残余的干扰并检测出反辐射导弹。该方法不需要估计栽机信号的相位,因此简单易行。仿真证实,该方法可以有效地消除栽机信号干扰,并能检测出反辐射导弹。     

基于共轭FRFT模对消的反辐射导弹检测

分析了载机回波信号和ARM回波信号以及它们的共轭信号的FRFT幅值特性,并利用此特性提出了一种基于共轭FRFT模对消的ARM目标检测方法。该方法利用ARM回波信号在最佳变换角度有较好的能量聚集,而其共轭信号在此最佳变换角度没有能量聚集;载机回波与其共轭信号在FRFT域关于原点对称的特点,利用两者FRFT模之差对消部分杂波,在保证信号能量基本不被削弱的前提下达到抑制载机干扰和杂波干扰、提高检测概率。IPIX雷达数据实验表明该方法在低信杂比条件下有较好的检测性能。     

基于频域遮隔及分数阶相关的反辐射导弹检测技术

该文提出一种基于频域遮隔及分数阶相关来检测反辐射导弹(ARM)的新方法。该方法利用雷达回波的频域(Fourier变换)数据,根据尖锋作遮隔处理后,直接运用基于分数阶Fourier变换(FrFT)和Fourier逆变换的分数阶相关方法,通过一维搜索来检测ARM。由于该方法利用了现有的Fourier数据,且分数阶Fourier变换可以通过Fourier变换实现,无需多通道相位补偿和二维搜索,故计算量小。仿真结果表明,该方法能够在ARM信噪比低达#61485;10dB,ARM与载机回波功率比为#61485;27dB的情况下,准确地检测出ARM,从而实现ARM发射的早期告警。     

特征分解型离散分数阶Fourier变换

分数阶Fourier变换作为Fourier变换的广义形式,广泛应用于科学计算和研究,离散分数阶Fourier变换是其得以应用的关键。特征分解算法是由可交换对角矩阵得到近似连续Hermite-Gaussian函数的特征向量,再对Hermite-Gaussian函数进行加权和运算。对一种基于数特征分解的方法进行了改进,并进行计算机仿真。仿真结果表明所得的Hermite-Gaussian函数与连续函数的近似度更为优异,从而提高了离散分数阶Fourier变换的近似度。     

分数阶Fourier变换和近区场的计算

在一维分数阶Fourier变换（FRFT,Fractional Fourier Transform)的基础上,给出了二维FRFT的积分表示。通过对口径电流分布辐射场的分析,得到了口径辐射场与口径电流分布二维FRFT的关系。对于两种极限情况的讨论,表明二维FRFT可以一致地适用于Fresnel和Fraunhofer区辐射场的表示。     

基于分数阶Fourier变换的机载SAR运动目标检测

该文首先建立了机载合成孔径雷达(SAR)对运动目标的回波信号模型,阐述了其本质为线性调频信号的特点。根据这种特点,提出了一种基于分数阶Fourier变换的机载SAR运动目标检测新方法,有效地消除了线性调频信号的时频耦合特性对信号检测的影响。与双线性时频分布类算法相比,分数阶Fourier变换是线性变换,在多运动目标存在的情况下,不会受到交叉项的影响。仿真结果验证了算法的有效性。     

基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测

分数阶Fourier变换作为最新提出的一种分析工具,其变换域同时具有信号的时域信息和频域信息,其实质是Fourier变换的一种广义形式,较适合处理非平稳信号。文中提出一种基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号参数估计与分离方法。通过在分数阶Fourier域搜索峰值点来对多分量LFM信号进行检测和参数估计,同时结合逐次消去思想来分离多个未知参数的LFM信号,抑制了强信号分量对弱信号分量的遮蔽干扰。     

基于分数阶Fourier变换的图像加密算法

针对目前基于分数阶傅里叶变换的图像加密算法中存在的不足,设计了一种基于分数阶傅里叶变换和混沌系统的图像加密新算法。该方案的安全性依赖于随机混沌图像、分数阶傅里叶变换阶数以及混沌系统的初始参数。理论分析和模拟实验结果表明该方案具有良好的图像加密效果。     

雷达动目标短时稀疏分数阶傅里叶变换域检测方法

复杂背景下的动目标检测技术是雷达目标探测的关键技术和难点之一,亟需发展和研究高时频分辨率、大数据量高效以及适用于多分量信号分析的方法和手段.该文结合经典时频分析技术和高分辨稀疏域信号处理的优势,提出短时稀疏分数阶傅里叶变换（ST-SFRFT）并用于雷达动目标检测和参数估计,实现时变信号高分辨时频表示的同时,改善SCR,提高复杂环境下雷达动目标检测的性能.实测对海雷达数据验证表明,所提方法在抗杂波以及参数估计精度等方面较经典时频动目标检测方法有明显优势.     

Sampling of Bandlimited Signals in Fractional Fourier Transform Domain

Fractional Fourier transformed bandlimited signals are shown to form a reproducing kernel Hilbert space. Basic properties of the kernel function are applied to the study of a sampling problem in the fractional Fourier transform (FRFT) domain. An orthogonal sampling basis for the class of bandlimited signals in the FRFT domain is then given. A nonuniform sampling theorem for bandlimited signals in the FRFT domain is also presented. Numerical experiments are given to demonstrate the effectiveness of the proposed nonuniform sampling theorem.     

海杂波FRFT域的分形特性及目标检测

通过对实测海杂波数据的仿真分析,论证了海杂波在分数阶Fourier变换域具有分形特征,而且有目标单元和无目标单元存在分数维差异,这种分数维差异在分数阶Fourier变换域存在一个最大值。基于此特征提出了基于分数阶Fourier变换域海杂波分数维差异的目标检测方法,此方法通过检测回波信号分数阶Fourier变换域分数维的变化的最大值达到检测目标的目的,这比基于时域分数维差异的方法具有更好的检测效果。最后通过对实测海杂波数据进行仿真,证实了该方法的有效性。     

Closed-Form Analytical Expression of Fractional Order Differentiation in Fractional Fourier Transform Domain

In this paper, a closed-form analytical expression for fractional order differentiation in the fractional Fourier transform (FrFT) domain is derived by utilizing the basic principles of fractional order calculus. The reported work is a generalization of the differentiation property to fractional (noninteger or real) orders in the FrFT domain. The proposed closed-form analytical expression is derived in terms of the well-known confluent hypergeometric function. An efficient computation method has also been derived for the proposed algorithm in the discrete-time domain, utilizing the principles of the discrete fractional Fourier transform algorithm. An application example of a low-pass finite impulse response (FIR) fractional order differentiator in the FrFT domain has also been investigated to show the practicality of the proposed method in signal processing applications.     

飞机回波FRFT域的多重分形特征与目标分类

低分辨雷达体制的限制和探测过程中背景杂波的影响,使得低分辨雷达飞机目标的分类识别较为困难。本文提出一种分数域多重分形方法,通过引入分数阶Fourier变换（FRFT）寻找飞机目标回波的最优FRFT域,并在最优分数阶FRFT域提取目标回波数据的多重分形特征,结合支持向量机进行飞机目标的分类识别。实验表明,FRFT可以增强飞机目标回波的多重分形特性;从最优FRFT域提取的多重分形特征具有较好的分类识别效果,FRFT域多重分形方法的飞机目标分类识别率要高于时域多重分形方法的飞机目标分类识别率;即使在低信噪比条件下,FRFT域多重分形方法仍可实现低分辨雷达飞机目标的粗分类。     

一种基于FrFT的波数域SAR成像算法

针对波数域算法运算量较大的问题,文中提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的波数域SAR成像算法.该算法通过剩余相位补偿和FrFT取代Stolt插值完成了距离徒动校正和IFT变换,大大降低了算法的计算复杂度;另一方面在方位向完成了剩余方位压缩和IFT变换,实现高分辨率高精度成像的目的.仿真结果表明,该算法计算简单快速,并且成像精度优于传统的波数域算法.     

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。     

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。