Wigner—Ville分布和模糊函数对多个LFM信号检测性能分析

现代雷达系统中,线性调频(LFM)信号是一种常用的脉冲压缩雷达信号。文章对LFM信号的Wigner-Ville分布进行Wigner-Hough变换得到Wigner-Ville分布图(WVD),并对模糊函数进行Wigner-Hough变换得到模糊图。通过数字仿真对比得出模糊函数需要取绝对值才能利用Hough变换检测直线,受交叉项影响大一些。而Wigner-Ville分布函数可以直接利用Hough变换检测直线,交叉项得到抑制,检测效果好,验证了分析的结论。该文的研究对LFM信号检测性能分析有一定的指导意义。     

时频分布与雷达信号的多目标分辨

编队飞行的目标,由于它们之间的间距很小。利用目标回波多普勒频率的差别有可能分辨目标。本文介绍了时频分布的基本概念。用线性调频(LFM)信号模型来表示多普勒回波信号的变化．采用时频分布的方法来分辨编队目标。并举用常见的Wigner-Vill分布(WVD)、Choi—Williams分布、Wigner-Hough变换对窄带多目标雷达信号数据进行了分析比较。     

脉冲噪声下基于FLO-WHT的雷达回波LMFS检测

线性调频信号(LMFS)是雷达回波信号的一种常见形式,Wigner-Hough变换(WHT)常用于LMFS的检测。复杂环境下雷达回波中的尖峰脉冲噪声服从α稳定分布,在这种噪声环境下WHT性能退化。基于此提出了能工作在稳定分布噪声环境下的分数低阶伪Wigner-Ville时频分布方法(FLO-PWVD),结合已有的Hough变换,提出了分数低阶伪Wigner-Hough变换(FLO-PWHT)新方法。在脉冲噪声环境下,应用FLO-PWHT对多个LMFS信号进行检测,计算机仿真结果表明,提出的FLO-PWHT算法性能明显优于已有的PWHT方法,能较好地在脉冲噪声环境下工作,且具有一定的韧性。     

基于局部多项式傅里叶变换的语音盲源分离

频域的语音信号盲源分离多采用短时傅里叶变换以及Wigner-Ville分布(WVD)求信号的功率谱,而短时傅里叶变换对于多分量信号的频率分辨率受窗函数影响很大,WVD是一种非线性时频变换,处理多分量信号受交叉项影响很大。局部多项式傅里叶变换(LPFT)不仅提高了频率估计精度而且大大减少了时频分布中交叉项的影响。将语音信号表示为多分量的多项式相位信号,对语音信号作二阶LPFT,求得其局部多项式傅里叶变换谱(LPP),并构造时频矩阵,采用联合近似对角化算法求得能使信号功率谱矩阵近似对角化的一个酉矩阵,通过信号的白化以及酉矩阵来估计源信号,有效地分离出了原始信号。仿真结果表明,在噪声环境下可以将两个不同的语音信号进行分离。     

一种chirp信号快速参数估计算法

针对目前线性调频(chirp,LFM)信号参数估计算法运算量较大且估计参数较少的问题,在分析Radon-Wigner变换(RWT)和分数阶傅里叶变换(FrFT)应用于chirp信号参数估计的基础上,提出了一种基于Wigner-Ville分布(WVD)切片和FrFT的chirp信号参数估计新算法。该算法首先通过对观测信号两个WVD切片的计算估计出调频斜率,然后得到相应的FrFT阶数,最后利用一次FrFT估计出chirp信号的初始频率、初始相位和幅度等参数。整个算法只需三次FFT的计算量即可估计出chirp信号的四个参数。仿真实验表明了该算法能在低信噪比下实现chirp信号参数的快速有效估计。     

一种基于互局部化Wigner-Ville分布的瞬时频率估计

本文提出一种基于互局部化Wigner-Ville分布(Cross Localized Wigner-Ville Distribution,X-LWVD)的迭代瞬时频率估计方法,以解析方法分析了无噪声情况下该方法的收敛性,用计算机仿真方法比较了在噪声背景中其与谱图(Spectrogram)峰值检测、Wigner-Ville分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)峰值检测的性能,证明了该方法是一种统计有效的瞬时频率估计方法。     

窄带细化Wigner-Ville分布分析的快速实现方法

水下目标辐射线谱噪声的多普勒信息可用于估计目标上的噪声源参数。由于噪声源的低频和低速特性,其多普勒频移变化微弱,需要在选定窄带内进行高分辨率时频分析。Wigner-Ville分布(WVD)具有良好的时频聚焦性能,但是当频率分辨率要求较高时,其计算量和存储空间长度也大幅增加。该文提出一种选带细化WVD的快速数值计算方法。该方法对线性调频Z变换(CZT)进行改进并与WVD相结合,可以大幅提高选定窄带内高分辨率WVD时频分析的计算效率。数值仿真和海试数据验证了方法的有效性。     

WVD用于SAR运动目标检测和成象的参数估计

本文基于联合时间频率二维分布的研究方法,探讨了WVD(Wigner-Ville Distribution)变换用于合成孔径雷达运动目标检测和成象的可行性,给出了能得到运动目标精细成象的参数估计方法,并对多点目标和面目标情况下WVD存在的问题进行了研究。计算机模拟验证了算法的有效性。     

PolSAR成像的固定极化干扰机有源诱饵目标鉴别及抑制

针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像中真假目标难以区分的问题，提出了一种极化合成孔径雷达(Polarmetric SAR,PolSAR)成像固定极化转发式干扰诱饵目标鉴别方法。该方法首先通过极化熵对目标进行分类，提取低极化熵的目标并对目标进行Wigner-Ville分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)变换，再利用Hough变换计算WVD图像中的曲线斜率，将计算出的多普勒调频率与理论调频率进行对比，进而完成真实目标与假目标的鉴别，最终通过极化对消对鉴别出的目标进行抑制。实验结果验证了该方法的有效性。     

利用时-频分析进行合成孔径雷达运动目标成象的研究

本文研究了利用时-频分析方法进行合成孔径雷达运动目标成象的若干问题。分析了三种时-频变换方法短时傅里叶变换,小波变换和Wigner-Ville分布(WVD),提出只有WVD才能满足要求。针对WVD的双线性特性所造成的交叉项干扰问题,提出用Hough变换来抑制交叉项。实验证明,即使在信噪比很低时,WVD和Hough变换结合的方法仍能提供很好的检测性能。     

DRFM间歇采样转发式干扰辨识算法研究

基于数字射频存储器（DRFM: Digital Radio Frequency Memroy）的间歇采样转发式干扰与雷达发射信号相参,可以获得部分脉压增益,同时具有压制与欺骗两种干扰效果,对现代雷达极具威胁。干扰辨识是进行有效干扰抑制的前提。本文提出一种滑动截断匹配滤波（STMF: Sliding-Truncation Matched Filter）方法,通过对匹配滤波器的参考窗宽度和延时进行二维搜索,输出脉压后的二维幅度分布;然后,基于该幅度分布对干扰切片宽度和转发周期进行估计;并通过分析切片宽度与转发周期之间的关系,实现典型转发式干扰的辨识。仿真结果显示该方法在干噪比（INR: Interference to Noise Ratio）大于5dB时,正确辨识率不低于90%。      

基于FFT的有源欺骗干扰抑制

基于DRFM的干扰机转发的有源欺骗干扰由于具有目标回波相似的脉压增益和目标行为,严重影响了雷达获取真实目标信息的能力。针对该类干扰,根据雷达接收机匹配滤波器得到雷达回波脉压信号矩阵,对该脉压信号矩阵按行FFT得到雷达回波脉压信号频谱矩阵。基于该脉压信号频谱矩阵目标回波频点估计设置带通滤波器,并对脉压信号频谱矩阵滤波得到目标回波脉压信号频谱矩阵估计。对该目标回波脉压信号频谱矩阵按行IFFT得到目标回波脉压信号矩阵,从而得到了基于FFT的有源欺骗干扰抑制方法。仿真结果表明当雷达回波脉冲数为60时,在SwerlingI目标起伏下,该算法干扰抑制深度为20dB左右。在SwerlingII目标起伏下,该算法干扰抑制深度为19dB左右。     

基于初相匹配滤波的有源欺骗干扰抑制

针对有源欺骗干扰提出了一种新型的基于初相匹配滤波的干扰抑制方法.首先,基于相参雷达接收机匹配滤波器得到脉压信号矩阵.其次结合该矩阵中目标和干扰脉压尖峰矢量,基于最大平均信号干扰能量比（信干比）输出推导出了初相匹配滤波的响应函数解析式,形成了基于有源欺骗干扰抑制的初相匹配滤波算法.该算法在保证目标脉压尖峰矢量不损失的前提下具有较好的抗干扰改善因子.仿真结果表明当雷达发射脉冲串脉冲数为60时,在Swerling I目标起伏下,该算法抗干扰改善因子（干扰抑制深度）为20dB左右.在SwerlingⅡ目标起伏下,该算法干扰抑制深度为19dB左右.     

对LFM脉冲压缩雷达的干扰研究与仿真分析

脉冲压缩雷达具有很强的抗干扰能力。分析了线性频率调制（LFM）脉冲压缩雷达的工作原理,研究了射频噪声干扰、移频干扰、卷积干扰对LFM脉压雷达的干扰效果。经过比较,射频噪声干扰干扰效果很差,将移频干扰和卷积干扰结合是一种有效并且实用的干扰方法。     

雷达动目标变换域相参积累检测及性能分析

从雷达动目标信号变换实现相参积累的角度出发,选取4种典型的相参积累方法：短时傅里叶变换(STFT)、维格纳-威利分布(WVD)、平滑伪维格纳-威利分布(SPWVD)及分数阶傅里叶变换(FRFT),并将其应用于雷达动目标检测。重点研究了采样频率、脉冲数、输入信噪比(SNR)对相参积累性能以及动目标检测性能的影响。结果表明,FRFT运算速度相对较慢但适用范围最广,尤其在处理噪声背景较强的信号时,能够有效抑制噪声,且参数估计精确度较高,具有良好的时频聚集性,为雷达相参积累检测的工程化应用提供理论支撑。     

FDA-MIMO雷达噪声卷积式干扰抑制方法

基于数字射频存储器（digital radio frequency memory,DRFM）产生的噪声卷积灵巧干扰兼具压制式和欺骗式干扰的效果,严重降低了雷达系统的探测性能。为解决此问题,本文提出了一种采用频率分集阵（frequency diversity array,FDA）-多输入多输出（multiple-input-multiple-output,MIMO）雷达的噪声卷积灵巧干扰对抗方法。经由雷达发射信号和噪声信号卷积调制所得的干扰信号在距离-多普勒维与目标回波呈现不同的分布特性。据此,首先利用干扰信号在多普勒域的白噪声特性获取多普勒清晰区的干扰样本,然后在此基础上逐距离门挑选样本以获得干扰协方差矩阵,最后通过距离-角度二维匹配滤波器抑制距离不匹配的主瓣干扰信号。仿真试验验证了本文所提抗干扰方法的有效性。     

对PD雷达干扰的计算机仿真与分析

针对脉冲多普勒雷达采用脉冲压缩技术,相参积累等相参技术,并采用相干旁瓣对消和旁瓣匿影抗干扰技术,因此具有很强的抗干扰能力。首先介绍了基于噪声卷积和间歇采样两种灵巧噪声干扰方法的基本原理,为了证明灵巧噪声干扰的有效性,采用低重频下PD雷达为干扰对象进行干扰仿真试验。为了能够提高干扰效果,提出了改进方法,并进行计算机仿真。仿真结果表明,灵巧噪声干扰能很好地干扰相参体制雷达。     

机动目标径向加速度估计方法研究

对于固定载频发射脉冲,机动目标加速度将引回波信号二次相位变化,此时的回波属于典型的非平稳信号,该信号使用传统的傅里叶变换无法有效进行处理。采用分数傅里叶变换的方法对一个脉冲回波信号进行分析,利用复变数学的相关知识,定量推导了分数变换域峰值和脉冲宽度的正比关系。以此为基础分析了能测得加速度需要的最短脉冲宽度与信噪比的关系,最后对无噪声和有噪声2种情况进行了仿真验证。     

地面雷达地杂波模拟

采用相干视频信号模拟方法,对线性调频脉冲压缩雷达地杂波进行了建模与仿真.模型基于雷达杂波的后向散射特性和杂波的统计特性,考虑了地杂波的时间和空间的相关特性.仿真中利用了零记忆非线性(ZMNL)变换法产生所需的随机序列,复现了既包含振幅又包含相位的雷达杂波回波相干视频信号.仿真结果表明该方法可行.     

一种基于最小统计噪声估计的改进谱减法

针对传统最小统计噪声估计谱减法在低信噪非平稳噪声环境下存在的噪声估计误差较大及搜索延迟较大的问题,对带噪语音进行频域平滑然后进行全局平滑,并且提出使用双向搜索的方法,减小了搜索延迟.实验结果表明,文中提出的方法有效地实现了语音增强,具有一定的使用价值.