基于Hilbert变换模拟弹丸转速信号的瞬时频率分析

利用基于线圈式地磁传感器的转速测试系统获取了某型号弹丸的转速信号,简述了基于薄膜线圈式地磁传感器转速测试理论。依据实测弹丸转速信号特点,构造一个频率相近的模拟弹丸转速信号,并对此模拟信号利用Hilbert变换组成的复信号进一步得出弹丸的瞬时频率曲线。对于瞬时频率曲线出现的端点效应,采用对模拟弹丸转速信号延拓的方法。经分析,所得模拟弹丸转速的瞬时频率曲线与对瞬时频率的估计值基本相吻合,且延拓后的瞬时频率值比延拓前的瞬时频率值更准确。对基于Hilbert变换模拟转速信号瞬时频率的求解可为实测弹丸转速信号的瞬时频率分析提供有力帮助。     

基于双曲调频小波变换的水下运动目标参数估计

为了精确估计水下运动目标的运动参数，选择双曲调频小波作为发射信号，对其自小波变换进行了分析。对于参数未知的运动目标，给出了利用该小波变换消除尺度和时延耦合的方法。仿真结果表明，该方法能在低信噪比下估计运动目标的参数，验证了方法的有效性。     

基于插值短时分数阶傅里叶变换-变权拟合的线性调频信号参数估计

针对低信噪比下线性调频（LFM）信号参数估计精度不高的问题,提出一种基于Rife插值短时分数阶傅里叶变换（STFRFT）-变权拟合（VWSF）方法。该方法利用STFRFT提高LFM信号的聚集性,实现对LFM信号瞬时频率的高精度估计,并通过VWSF进一步提高信号初始频率和调频率的估计精度。推导得到了初始频率和调频率估计的克拉美-罗限（CRLB）,分析了信号时长、滑窗次数等因素对CRLB的影响。仿真实验及海试结果表明,相比于传统基于短时傅里叶变换的估计方法,Rife插值STFRFT-VWSF方法具有更高的LFM信号参数估计精度。     

基于短时傅里叶变换与相关解调的参数估计算法

针对傅里叶变换无法估计对称三角线性调频连续波信号的调制周期,短时傅里叶变换参数估计精度低的问题,提出了基于最佳频率分辨率窗宽的高斯窗短时傅里叶变换与改进的相关解调相结合的参数估计算法。该算法首先使用基于瞬时频率的窗宽倍增搜索算法获取最佳频率分辨率窗宽,其次使用高斯窗短时傅里叶变换求得对称三角线性调频连续波信号的中心频率和调制带宽,再使用改进的相关解调求出信号的调频斜率,进而求出信号的调制周期。仿真结果表明:本文算法不但提高了短时傅里叶变换对于对称三角线性调频连续波信号中心频率,调制带宽和调制周期的估计精度,而且具备良好的实时性。     

匀加速运动对频率步进雷达目标一维距离像的影响及其运动补偿方法

针对频率步进雷达目标运动参数估计问题,提出了基于调频傅里叶变换方法估计目标的加速度和速度,实现运动补偿。在分析匀加速运动对目标一维距离像影响的基础上,采用直接相位一阶差分法,并运用调频傅里叶变换分别精确估计目标加速度和速度,并完成对目标回波的运动补偿。计算机仿真实验进一步说明了文中所采用方法的有效性,并具有一定的抗干扰能力。     

基于短时分数阶傅里叶变换的瞬时频率估计误差分析

信号的瞬时频率估计作为雷达信号处理的一项重要内容,对于目标的检测和识别起着重要作用。利用短时分数阶傅里叶变换具有更好时频分辨力的特点,分析了利用短时分数阶傅里叶变换对三次相位非线性调频信号进行瞬时频率估计的精度与窗函数、窗长间的关系。结果表明：当采用高斯窗时能够获得最高估计精度,且最佳窗长L与时宽和带宽积σ_tσ_f和信号调频率变化率k满足L=33σtσf/2k. 通过仿真实验验证了结论。     

基于小波变换的火炮动力学分析

为了获得弹丸膛内运动的时频综合特性,利用小波变换的方法对弹炮耦合动力学响应进行时频分析研究.建立了弹丸和膛线碰撞的火炮多体系统动力学模型,通过动力学计算,得到了弹丸横向加速度随时间变化的曲线.由于小波变换在时域和频域上均具有良好的局部性,且无需对信号进行时域同步平均,采用连续小波变换对弹丸加速度响应进行了分析,生成了时频相平面图,可以直观地描述弹丸碰撞发生的时刻和能量,为深入分析弹丸的运动状态提供依据.     

雷达多径信号分辨的小波变换方法

雷达多径回波信号(多径干扰信号)对雷达系统的检测性能具有十分不利的影响,抑制多径干扰的关键是准确分辨多径回波信号(检测并确定其部分参数)。小波变换在时、频域具有良好的局部化特性并对信号的奇异性非常敏感,在不同的尺度下(频带)奇异信号的小波变换模局部极大值点不变。雷达多径回波信号可用小波变换的方法进行分析和检测,根据信号与白噪声的小波变换局部模极大值的传播特性差异来抑制背景白噪声。本文通过正交二进制小波变换算法估计雷达多径回波信号的数目和信号时延,达到分辨多径信号的目的。文中的计算机仿真结果证明了该方法的可行性。     

三角波调频信号参数快速精确估计方法

针对Radon-Ambiguity变换、解线性调频、最大似然估计以及短时傅里叶变换等三角波调频信号参数估计方法均无法兼顾运算量小和估计精度高的问题,提出了基于信号特征的最佳高斯窗短时傅里叶变换与分段相关解调相结合的参数估计方法。该方法根据信号特征求得最佳高斯窗进行短时傅里叶变换,估计出信号的中心频率和调制带宽;再使用分段相关解调确定信号的严格线性调频段,进而估计出信号的调制周期。理论分析和仿真表明,本文方法以较小的运算量大幅提升了三角波调频信号的参数估计精度,实现了三角波调频信号参数的快速精确估计。     

一种基于Wavelet-Radon变换的宽带双曲调频信号检测方法

动物回声定位所用超声波具有双曲调频的形式,充分利用仿生信号的特性可以提高水下信号处理系统的性能.阐述了宽带仿生信号的时间-尺度特性,针对直线形式的回波小波峰脊,将宽带目标回波检测问题转化为小波变换2D平面上的直线检测问题,提出了一种基于Wavelet-Radon变换的宽带仿生信号检测方法,并进行了仿真验证.结果表明,该检测方法充分利用了宽带仿生信号的特性,同时也验证了选择宽带双曲调频信号作为发射信号的合理性.     

时频分析及曲线拟合在引信信号检波中的应用

为了实现引信炸点的选择和控制,提高引战配合性能,提出了结合短时傅里叶变换以及曲线拟合估计理论提取回波信号中有效信息的方法。该方法采用短时傅里叶变换对电磁引信回波信号进行包络解调,并利用3次多项式对包络曲线拟合,大大抑制了原曲线中存在的噪声,突出了信号在时频域上的特征,能够精确估计出雷目交汇最近点时刻。仿真结果表明,该方法估计精度高。     

小波变换在多层复合材料的超声波检测中的应用

针对多层复合材料深层界面脱粘检测中回波信号信噪比低和难以分辨的难题,将小波变换引入到回波信号的超声波检测中来;分析了小波变换及多分辨率分析的理论依据,针对回波信号首先进行小波去噪,然后提取小波变换后各频段的信号能量作为特征,为缺陷分析及识别提供依据;实验结果表明:小波阈值去噪算法的改进方案明显要比单纯的硬阈值和软阈值方法降噪效果好,信号分析方法并可有效提取信号的特征,并将缺陷识别、定位。     

水下主动声引信回波集成检测方法

针对水下主动声引信在复杂的自然干扰下难以准确检测的问题,结合目标回波信号与混响等干扰的各种宏观和微观信息,一方面利用改进的经验模式分解方法对引信系统接收的原始信号进行处理,得到不同模态的本征模式分量,以实现目标回波与混响的分离;另一方面利用本征模式分量得到瞬时频率方差检测统计量和能量检测统计量,将瞬时频率方差检测统计量和能量检测统计量进行组合,构建集成检测器,实现对水下主动声引信的优化检测。试验结果表明,与基于常规能量检测和瞬时频率方差检测方法相比,该方法具有更好的检测性能。     

基于Gabor原子变换和支持向量机的毫米波雷达目标识别方法

为提高毫米波雷达目标识别能力,提出一种基于Gabor原子变换和支持向量机(SVM)的雷达目标识别方法。该方法充分利用了Gabor原子变换在信号表示方面的有效性以及SVM在分类方面的优越性,首先将雷达回波信号进行Gabor原子变换,获得信号的特征量,然后利用SVM网络进行分类识别。实验结果表明：该方法可行且具有较高的识别率。     

变调制率调频引信双通道相关检测抗数字射频存储干扰方法

为提高调频引信抗数字射频存储（DRFM）干扰性能,分析了频移DRFM干扰下调频引信失效机理,提出了变调制率调频引信双通道相关检测抗干扰方法。采用相邻周期调制率交替变化使发射信号去周期化,通过快速傅里叶变换提取调频谐波峰值包络并结合双通道瞬时相关检测,实现调频引信的精确定距,抑制频移DRFM干扰。仿真与半实物验证结果表明：同传统调频引信相比较,变调制率调频引信双通道相关检测方法在不增加硬件资源的前提下,可实现精确定距,并显著提高引信抗频移DRFM干扰性能。     

非线性调频模态分解-同步提取变换方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

传统同步提取变换（SET）方法在处理多分量非平稳复杂信号时,各相邻分量的瞬时频率差要大于窗函数频率支撑范围的2倍,否则时频结果易发生频率混叠,而工程信号常常难以满足。此外,在处理高噪的复杂信号时,其时频分辨率往往不理想。针对此不足,将非线性调频模态分解(VNCMD)引入SET中,提出一种VNCMD-SET的故障诊断方法。利用VNCMD通过结合解调手段以及变分模态分解的联合优化方案来有效处理频率临近甚至交叉的非平稳信号,对故障信号进行分解重构,对该重构信号进行SET处理。将所提方法与传统SET方法进行对比研究,并进行实验验证。仿真和实验结果表明：VNCMD-SET方法明显优于传统SET方法,克服了传统SET方法的不足;VNCMD-SET方法能有效提取出故障信号的频率特征,且不发生混叠,同时具有一定的抗噪性能。     

基于多片ADSP的PPS雷达信号参数估计算法实现

采用四片ADSP-TS101S构成的雷达信号参数估计平台,实现了基于三次相位函数的多项式相位信号参数估计算法。该算法只需要通过二阶非线性变换即可实现PPS的参数估计。硬件实验表明,该算法可在低信噪比条件下准确地估计PPS参数,并且通过多片流水式的并行处理,最大限度地节省了估计时间。     

履带车辆制动器扭振信号瞬时频率特征提取方法研究

履带车辆的制动性能是评判其机动性优劣程度的重要指标之一,发动机引起的扭振在一定程度上会造成制动器制动效果降低,甚至失效。扭振信号常淹没于噪声信号中,因此在分析过程中很难判断所分析的信号是否存在扭振特征。针对上述问题,提出参数优化变分模态分解(VMD)的扭振信号瞬时频率特征提取方法。通过采用粒子群优化算法,以能量熵为适应度函数优化VMD参数,得到最优组合。采用最优参数组合对扭振信号进行降噪和重构,对重构的扭振信号进行零点线性插值,计算两脉冲之间的间隔,得到扭振瞬时转速波动信号。对瞬时转速波动信号进行频谱分析,实现对扭振信号瞬时频率特征提取。惯性载荷扭振实验结果表明：在转子转速为600 r/min、扭振激励频率为50 Hz的条件下,对采样频率为20 480 Hz的位移信号做参数优化VMD能精确提取扭振瞬时频率特征,误差小于1%。     

参数化时频分析在连续波有源探测中的应用

针对双曲调频信号在连续波有源探测中的目标回波检测和直达波干扰抑制问题,提出了基于参数化时频分析的连续波信号处理算法。首先,通过分析双曲调频连续波的信号时频特性,结合参数化时频分析思想,提出了适于有源探测的频域参数化时频变换和针对双曲调频信号的核函数设计。然后,为抑制接收信号中的直达波干扰,采用参数化旋转时频变换处理接收信号,并进行时频域滤波以分离信号分量,再利用反变换重构回波信号。数值仿真和海上实验结果表明,所提算法不仅能准确估计信号时频特征、有效获取双曲调频连续波信号的时频增益、提升检测性能,还可以有效抑制直达波干扰。