基于瞬时互相关和STFT的LFM信号测向算法

现代电子对抗中,实现对线性调频(LFM)信号这种低截获概率雷达信号的精确测向已经非常重要.针对LFM信号提出一种无模糊、高精度的DOA估计算法.该算法首先计算单基线天线接收到的信号的瞬时互相关,然后通过短时傅里叶变换(STFT)提取互相关输出中的单频信号.利用该信号的频率与到达角之间单调的对应关系实现对到达角的无模糊估计.算法克服了相位干涉仪测向算法中存在的多值模糊问题,并且由于只需要单基线天线,所以能够应用于天线孔径尺寸受限的场合.对算法的性能进行了理论分析,推导了测向算法的精度和估计误差,并且理论推导了角度分辨率和测角实时性之间的量化关系,仿真实验结果表明了该算法的正确性和有效性.     

基于人工蜂群算法的线性调频信号参数估计

针对多分量线性调频(LFM)信号的初始频率和调频斜率估计问题,提出了基于人工蜂群算法的LFM信号最大似然函数估计方法。首先,利用最大似然方法对LFM信号的初始频率和调频斜率进行联合估计;然后,用人工蜂群算法对似然函数进行优化求解;接着,针对人工蜂群算法收敛速度慢、易早熟等问题采用多维并行搜索结合交叉全局引导的方式对算法进行改进,实现了高效的多分量LFM信号参数估计。仿真实验证明,本文算法具有最大似然估计的有效性,兼具快速性和实时性。     

一种未知脉冲信号检测与瞬时频率高精度估计方法

针对未知脉冲信号检测与瞬时频率估计问题,提出了一种基于瞬时频率高精度估计的联合检测方法.在瞬时频率高精度估计中,采用快速傅里叶变换分析与陷波滤波器相结合,实现对未知信号瞬时频率高精度估计.在未知脉冲信号检测中,采用能量累积法和瞬时频率方差法相结合方式,综合瞬时频率方差检测器和能量累积检测器的优势,可对未知脉冲信号实现有效检测.结果表明,在一定信噪比条件下,本文方法可以实现对未知脉冲信号瞬时频率的高精度估计,瞬时频率估计方差接近克拉美罗下界,估计精度提高了0. 1%,同时实现了对窄带和宽带未知脉冲的有效检测.     

基于经验模式分解的语音端点识别方法

提出一种基于经验模式分解（EMD）的语言端点识别方法.该方法对带噪语音信号进行EMD分解得到一组固有模态函数（IMF）,采用短时过零率估计其平均瞬时频率.根据语言信号特定阶IMF平均瞬时频率的特征,将平均瞬时频率低且变化缓慢的语言帧作为周期性强的浊音段,而平均瞬时频率高的语言帧判别为清音段,组合处理后的结果最终得到语音段数据.数值仿真和实验结果表明,该方法在语音信号受噪声污染比较严重的情况下能够有效识别语音端点.     

基于MWC离散压缩采样结构的宽带LFM信号脉内识别及参数估计

针对传统均匀信道化宽带数字接收机处理宽带信号时产生的跨信道问题,以及传统宽带数字接收机带宽过大而产生的系统灵敏度降低的问题,提出了一种基于调制宽带转换器(modulated wideband converter,MWC)离散压缩采样结构的新型宽带数字接收机,该接收机可对跨信道的宽带线性调频(linear frequency modulated,LFM)信号进行脉内识别和参数估计。接收机利用周期性伪随机序列将宽带信号混频至基带和其他子带内,基带内信号包含所接收信号的全部信息。利用接收机的多路结构对带宽较窄的基带信号接收和处理提高了系统灵敏度并解决了跨信道问题。仿真实验表明,该新型宽带数字接收机可有效地对宽带LFM信号进行脉内识别,并对其初始频率和调频斜率具有良好的估计性能。     

离散压缩采样结构下的宽带LFM信号识别及参数估计

针对传统均匀信道化宽带数字接收机处理宽带信号时产生的跨信道问题,以及传统宽带数字接收机带宽过大而产生的系统灵敏度降低的问题,提出了一种基于调制宽带转换器(modulated wideband converter,MWC)离散压缩采样结构的新型宽带数字接收机,该接收机可对跨信道的宽带线性调频(linear frequency modulated,LFM)信号进行脉内识别和参数估计。接收机利用周期性伪随机序列将宽带信号混频至基带和其他子带内,基带内信号包含所接收信号的全部信息。利用接收机的多路结构对带宽较窄的基带信号接收和处理提高了系统灵敏度并解决了跨信道问题。仿真实验表明,该新型宽带数字接收机可有效地对宽带LFM信号进行脉内识别,并对其初始频率和调频斜率具有良好的估计性能。     

基于改进WD的多分量Chirp信号瞬时频率估计方法

对Chirp信号的常用估计方法是Wigner分布峰值(Wigner Distribution Maxima,WDM)法,但在低信噪比情况下,Wigner分布(Wigner Distribution,WD)峰值往往偏离真实值造成瞬时频率(Instantaeous Frequenty,IF)估计误差大.文中提出了一种基于改进WD的多分量Chirp信号瞬时频率估计方法——Wignet Viterbi拟合法(Wigner Viterbi Fjtting,WDVF)法.该方法将信号的WD作为图像,运用Viterbi算法分离出多分量Chirp信号的各个信号分量,再估计出各个分量的瞬时频率.新方法的估计精度高,在低信噪比情况下性能明显优于WDM法,并且WDVF法能较好地抑制时频交叉项与边缘效应.仿真结果表明,在信噪比为-15～-8 dB时,与WDM法相比,WDVF法的瞬时频率估计均方误差能减少约50%,具有良好的工程应用价值.     

基于Hilbert-Huang变换的涡街信号处理方法

利用Hilbert-Huang变换(HHT)的固有模态分解特性，提出了一种涡街信号频率估计的新方法.采用压电传感器进行涡街信号的检测，通过分析信号经过固有模态分解后的时频特性，获得了不同模态所代表的噪声信号成分和实际涡街信号成分.模态中的一部分表示了信号中的噪声，而剩下的部分模态真实反映了信号的频率成分.在仿真的基础上，获得了去除噪声的部分模态瞬时频率与涡街频率的关系.研究结果表明，基于HHT的涡街频率估计方法，可以精确估计涡街信号频率并提高涡街流量计的抗干扰能力.该方法计算量小，能够满足涡街流量计在实际工程应用中的要求.     

基于瞬时频率的超声信号数字处理方法

使用非线性时频分布对超声信号进行处理,充分考虑到了信号的时域、频域和相位的信息,根据超声信号在缺陷和噪声处瞬时频率的不同,结合超声信号的空间投影特点,提出了一种基于信号瞬时频率的超声信号处理方法.首先使用CWD把信号变换到时频域,估计出信号瞬时频率,然后通过瞬时频率的有序度对超声信号进行加权处理.该算法不仅消噪性能好,而且缺陷定位准确.     

基于mTD-FrFT的VMFS-LFM信号参数估计方法

针对甚小频偏线性调频(very minimum frequency shift-linear frequency modulation,VMFS-LFM)信号对应的分数阶傅里叶(fractional fourier transform,FrFT)域估计参数的绝对值接近1而导致估计性能降低的问题,在借鉴基于FrFT的LFM信号参数估计方法的基础上,采用m倍抽取(m time decimation,mTD)作为预处理方法,提出基于mTD-FrFT的VMFS-LFM信号参数估计方法.理论分析和实验结果表明:mTD预处理过程可增大VMFS-LFM信号和近参数多分量LFM信号的调频斜率在FrFT域的分辨率,使基于mTD-FrFT的参数估计方法可对VMFS-LFM信号和相近参数多分量LFM信号进行有效参数估计.     

基于同步提取S变换的LFM信号参数估计

针对S变换的时频聚集性不够高,在线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号参数估计的应用中受到限制这一问题,提出了基于同步提取S变换(Synchro-extracting S Transform,SEST)的LFM信号参数估计方法。该方法通过仅提取S变换时频谱中瞬时频率处的时频系数,去除了时频谱中大量的模糊能量,极大地提高了原始S变换的时频聚集性,使得单分量LFM信号在时频域中的线性表示更加明显。在此基础上,引入Hough变换在时频域进行直线检测,通过坐标转换即可得到单分量LFM信号的参数估计。仿真实验显示,在处理低信噪比环境下的单分量LFM信号时,该方法具有良好的鲁棒性和参数估计性能。     

基于LFM信号信道估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法

为提高水声多进制相移键控(Multiple Phase Shift Keying,MPSK)信号盲解调过程中的信道失真补偿能力,提出一种利用水声线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号进行信道盲估计的水声MPSK信号的盲Turbo均衡方法.该方法利用水声通信的前导LFM信号进行信道...     

欠采样下多个线性调频信号参数估计方法

针对时域欠采样下多分量线性调频信号参量估计问题,提出了一种基于同时估计多个实数的广义稳健中国剩余定理的调制斜率和初始频率的解模糊方法。研究了忽略信号交叉项影响所需的条件及利用广义稳健中国定理对多个LFM信号参数解模糊的原理和方法。仿真实例表明,提出的方法在低信噪比及时域欠采样下对多个LFM信号的调制斜率和初始频率估计精度高、稳健性好。     

改进的三次相位函数法LFM雷达信号参数估计

为了研究对线性调频(LFM)雷达信号的参数估计,提出了利用改进的三次相位函数法对LFM雷达信号进行参数估计.三次相位函数法可提取信号的相位函数的各项系数,并且只需通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来进行估计参数,具有较高的精度和良好的低信噪比能力,但是计算量较大.针对三次相位函数法计算量大的问题,提出调频斜率搜索范围设定准则及双尺度调频斜率搜索法,可减少大量计算量,同时保持了低信噪比下的算法精度.仿真测试结果表明,新算法有效地减小了计算量,并且保证了低信噪比下的算法精度,算法性能得到了提高.     

高精度LFM信号参数估计

解线性调频方法是实际工程中常采用的一种估计LFM信号参数的方法,然而该方法需要对调频斜率在一定范围内搜索,运算量大。针对这个问题本文提出了一种改进算法,首先通过计算LFM信号瞬时自相关的FFT得到调频斜率的估计值,然后在此值附近作小范围精细搜索,从而获得高精度的参数估计值。该方法缩小了搜索的范围,在运算量减少的同时,提高了参数的估计精度。仿真结果表明了此方法的有效性。     

基于希尔伯特变换的两栖车辆非线性横摇运动模型辨识研究

为了识别两栖车辆非线性横摇运动方程,首先采用希尔伯特变换法把自由横摇衰减信号变换成解析信号,该解析信号包含了自由横摇运动的瞬时幅值信息和瞬时频率信息,并给出了两栖车辆非线性横摇运动方程阻尼函数和恢复函数与瞬时幅值和频率的关系式,最后由最小二乘法拟合拟合即可获得两栖车辆非线性横摇运动方程的非线性阻尼项和恢复项系数.应用所提出的方法针对数值仿真实例和某两栖车辆1∶4模型自由横摇衰减实验数据,成功地估计出了非线性参数,估计值与真值及实验值吻合很好.估计结果表明所提出的方法可以用于估计两栖车辆非线性横摇运动方程,而且精度满足工程需求.     

基于LMD-ICA降噪的滚动轴承故障特征提取方法研究

在滚动轴承进行故障识别中,针对局部均值分解(LMD)方法分析非平稳、非线性含噪信号时,存在端点效应,易产生虚假分量和单通道独立成分分析(ICA)盲源分离时的欠定问题,提出了基于LMD-ICA降噪的振动信号特征提取算法.首先对原始信号进行LMD,并抑制端点效应,得到n个瞬时频率具有物理意义的乘积函数(PF)之和;然后对得到的PF分量以连续的3阶PF分量为一序列组合进行ICA,可以得到n-2个重构分量;最后利用n-2个分量进行重构,得到降噪后的故障信号,并再次进行LMD或功率谱计算,提取故障特征.经验证,该方法可有效识别滚动轴承的多类故障.     

基于新型DFrFT的LFM信号参数估计算法

针对传统算法对高调频率线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号进行参数估计时误差较大的问题,提出了一种基于新型离散分数阶傅里叶变换(discrete fractional Fourier transform,DFrFT)的LFM信号参数估计算法.新型DFrFT在传统离散算法的基础上...     

线性调频雷达信号参数估计算法的多片ADSP实现

针对线性调频(LFM)雷达信号的参数估计问题,采用4片ADSP-TS101S构成的雷达信号参数估计平台,实现了一种基于改进三次相位函数的LFM信号参数估计算法.该算法只需要通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来估计LFM信号参数.在多分量的情况下,讨论了信号自项和交叉项与时间的关系,提出使用加权平均的方法来改进算法,有效抑制了交叉项干扰.实验表明,在较低信噪比下,该算法可以有效地估计多分量LFM信号参数.     

一种快速OFDM调制信号识别算法

利用固有时间尺度分解对接收信号提取瞬时参数,结合方向数据的统计分析方法,提取了3个特征参数作为联合特征向量组,对正交频分复用(OFDM)信号和常见单载波调制信号进行类间识别,并对载波频率、符号速率和采样率等系统参数对识别性能的影响进行了分析．该算法可直接在中频对信号进行处理,避免了载波恢复过程．仿真结果表明,该算法可以在信噪比较低的条件下很好地区分OFDM信号和单载波,并对系统参数表现出了一定的鲁棒性．