基于改进EEMD的穿墙雷达动目标微多普勒特性分析

穿墙雷达动目标探测中人的心跳、呼吸、手臂摆动等运动的微多普勒信号是非线性、非平稳信号,可以采用经验模式分解(EMD)对其进行时频分析。由于EMD分解存在模式混合问题,该文提出一种改进的整体平均经验模式分解(EEMD)方法,并将其应用于穿墙雷达人的运动微多普勒特性分析中,并且对分解后的每个本征模式函数(IMF)进行Hilbert-Huang变换(HHT),得到信号的时间-频率-能量谱。仿真数据和实验结果分析均表明,改进的EEMD方法不仅能够有效消除EMD中的模式混合问题,将人运动微多普勒信号中的不同频率尺度分解在不同的IMF中,而且还能够有效抑制原始信号中的噪声,提高信噪比,得到更精细、更清晰的时频分布。     

太赫兹频段下基于EMD的人体生命特征检测

非接触式的心跳呼吸信号检测对重症患者心跳呼吸的远程监控、自然灾害中受害者的搜寻等都有重要的应用。本文针对人体心跳呼吸信号相对于复杂环境属于微弱信号的情况,提出了一种太赫兹频段下基于经验模态分解(EMD)的人体生命特征检测方法。首先建立太赫兹雷达人体目标回波模型,对回波信号进行经验模态分解。然后进行时频分析,得到心跳呼吸微多普勒信息,提取其频谱质心曲线。再做第二次时频分析,实现心跳呼吸频率的提取与分离。在高斯杂波环境中进行了仿真实验,检测结果表明,基于EMD的检测方法与直接检测方法相比,取得了更好的检测效果,具有较强抗噪能力,适合于微弱信号处理。      

具有高阶运动的机动目标微多普勒信号提取方法

分析了高机动运动目标的雷达回波,针对目标回波的时频分布呈曲线的特点,提出一种基于经验模态分解的运动补偿方法.该方法通过提取目标瞬时频率的趋势项对目标整体平动多普勒进行估计,实现目标平动的补偿和微多普勒信号的提取.由于经验模态分解的自适应特性,该方法并不需要对目标的运动进行建模,不涉及目标运动参数估计.基于仿真和实测数据的实验结果表明:该方法对机动目标的平动具有较好的补偿效果,适用于机动目标的微多普勒信号提取.     

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。     

主元分析在超宽带搜救雷达中的应用

本文利用超宽带搜救雷达对砖墙后有肢体运动的人体进行生命探测,采集雷达回波信号,并利用PCA方法对雷达回波数据进行分解等处理,通过设定自适应阈值,准确判别出雷达回波中是否存在人体体动信号,最后通过实验证明PCA方法可以在超宽带搜救雷达中得到很好的应用。     

基于多目标跟踪的空间锥体目标微多普勒频率提取方法

该文在等效散射中心模型下,分析了光滑空间锥体目标进动和章动时回波的微多普勒频率与运动参数的关系。针对目标微多普勒频率的复杂形式,该文提出一种在时频分布(TFD)的基础上,利用多目标跟踪(MTT)技术分离空间锥体目标各等效散射中心微多普勒频率变化曲线的方法。该方法首先应用经典的短时傅里叶变换得到回波的TFD,然后将目标在TFD上的时频曲线看作机动目标的航迹,利用MTT技术跟踪TFD上的时频曲线,从而达到提取目标各等效散射中心微多普勒频率的目的。实验中利用电磁仿真数据验证了提出算法的有效性。     

激光雷达微多普勒效应的仿真研究

为了研究激光雷达中微多普勒效应的探测及其雷达回波信号中反应目标特征的微多普勒信息的提取问题,建立了激光雷达微多普勒效应的物理模型,对应用激光雷达探测由目标振动引起的微多普勒效应进行了仿真,并对仿真信号进行了分析,由于信号的时变性,引入了时-频域联合分析的方法。采用了短时傅里叶变换方法对仿真信号进行了时频分析,得到了能够较好地反映目标特征的微多普勒图像。结果表明,激光雷达适合于低振幅微多普勒效应的探测,应用时频分析方法能够有效地从雷达回波信号中提取出目标的微多普勒特征。     

基于微多普勒信号分离和SqueezeNet的人体身份识别

针对基于雷达传感器的人体身份识别问题,本文提出一种基于微多普勒信号分离和SqueezeNet的人体身份识别方法。首先利用雷达对人体行走的步态进行探测并收集回波数据,回波数据经过预处理得到微多普勒时频谱图;其次用阈值法对时频谱图进行微多普勒信号分离从而得到四肢的时频谱图;最后将其输入到SqueezeNet网络,采用Softmax分类器来实现人体身份识别。实验结果表明,经过微多普勒信号分离后人体身份识别准确率提高5.25%, SqueezeNet网络与其他网络相比,在网络性能上具有准确率高、网络参数少、测试时间短等优势。     

SAR微动目标检测及其参数估计方法

针对机载合成孔径雷达（SAR）系统在环境变化比较剧烈或者载机飞行不稳时噪声较大的问题,提出了基于信号时频分析和逆Radon变换的微动目标检测与参数估计方法。首先对振动目标回波信号作DPCA处理;然后对其进行时频分析,提取微动目标的微多普勒特征;最后对时频分析后的信号进行逆Radon变换,估计振动目标参数。干涉信号的微多普勒频率表现为正弦函数的形式,逆Radon变换对正弦信号聚焦但对噪声不聚焦,整个系统所需回波信噪比使用时频分析时低得多。仿真实验验证了算法的有效性。     

基于参数化时频分析的进动锥裙目标瞬时微多普勒频率提取方法

微动目标散射点的微多普勒对目标运动、结构参数的估计具有重要意义。该文针对表面光滑的锥裙目标,首先依据进动锥裙目标的等效散射点模型,推导出散射点的理论微多普勒曲线表达式。结合进动调制的锥裙目标微多普勒曲线为多阶正弦级数叠加的先验信息,提出一种基于参数化时频分析的进动锥裙目标微多普勒曲线提取方法。针对多分量信号组成的锥裙目标回波,该方法利用相干信号单距离多普勒干涉(CSRDI)方法估计锥旋频率,进而利用参数化时频分析估计散射点的微多普勒曲线,之后利用带阻滤波器分离估计得到的散射点回波信号。基于电磁仿真数据验证了所提方法的有效性。     

基于分形理论的CUWB频谱感知方法

针对超宽带频带内授权信号类型确定的特点,为了弥补盒维数检测不能够有效识别信号类型的缺点,提出通过进一步提取信息维数特征对信号调制样式进行识别,该方法融合了盒维数检测和信息维数检测的优点进行合作判决。仿真表明基于信号分形理论的频谱感知能够取得较好的检测效果,且该方法运算复杂度低,对噪声不敏感,能够有效区别噪声与授权信号,抵御模拟授权用户攻击,检测效果优于循环谱检测和能量检测。     

地形地物对星载激光测高仪回波信号的影响

地形地物的回波信号特性影响着星载激光测高仪测量精度。对星载激光测高仪回波脉冲信号进行了理论分析,建立了地形地物数学物理模型,对不同地形地物的回波信号进行了数值模拟研究;在采用不同回波信号检测的情况下,分析了不同地形地物造成回波信号的变化所引起的测量误差。研究结果对保证星载激光测高仪测量精度具有重要的意义。     

Robustness Mode Detection Algorithm in the DRM System

To extract parameters of the received signal correctly in the Digital Radio Mondiale (DRM) system, robustness mode detection must be accomplished in time domain. Based on the cyclic prefix (CP), this paper presents a robustness mode detection algorithm in the DRM system. Using the system parameters of each robustness mode separately, the linear-weighted correlation and global maximum correlation-value searching algorithm is applied to detect the robustness mode. Simulations show that the proposed correlation operation in the presented algorithm has a better detection performance than the other correlation operations, making the algorithm accurate under flexible parameter choice. The proposed algorithm overcomes the disadvantage of the existing algorithms that can not detect the mode A signal, and the detection accuracy can exceed 99% for each mode at signal-noise-ratio (SNR) no less than 8 dB. When SNR decreases to 0 dB, the accuracy can also achieve 97%.      

超短波宽带信号侦察控守技术研究

设计了一种超短波宽带信号侦察控守接收技术，能够实现对指定频段范围内无线信号的实时侦察和控守解调。对信号进行自主检测，识别出其中的有效信号，提取参数特征，估计出信号的频率、带宽、信噪比、信号电平、出现时间、符号速率和调制方式等。并可对指定信号进行采集、控守和盲解调，自主完成盲信号的频率和相位同步。     

一种基于波形匹配的目标检测和识别方法

基于对目标回波信号的波形匹配，提出了一种新的目标检测和识别的方法，该方法不需要进行特征提取，而是直接利用目标回波进行匹配处理来同时检测和识别目标，这种方法也可用于隐身目标的检测和识别，通过不同条件下的仿真试验可以看出这种方法能有效地检测和识别目标。     

强噪声下非平稳时延目标信号提取

为实现强噪声背景下时延目标信号自提取,设计了相关检测模型,提出了基于目标数据段自截取和变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)算法的目标信号自适应定位和提取算法。首先,根据目标信号频域参数构建基准信号;然后,利用互相关检测技术并以峰值梯度为特征值确定目标信号时延参数;最后,利用预设参数自适应初始化的VMD算法对截取的数据段进行处理,并对分解的各分量进行自动筛选实现目标信号有效提取。不同算法的对比实验表明,自截取+VMD算法可有效实现强噪声下时延信号的定位提取,实时性基本满足实际应用需求。     

Non-cooperative signal modulation recognition algorithm based on joint feature parameter extraction

Aiming at the problem that in the current electromagnetic environment,the modulation method is complicated,the frequency-consuming equipment increases,the spectrum is congested,and the electromagnetic environment interference increases,the algorithm of OFDM signal detection and subcarrier identification in the background of non-cooperative communication were deeply studied.Using the different distribution states of OFDM signals and single carrier signals in the time domain,a joint characteristic parameter was proposed to solve the existence problem of OFDM in the received signal.For the phase shift and frequency offset problems caused by the channel transmission to the signal,by using the periodic stability the blind parameter estimation was performed to obtain the signal prior information.On the basis of the obtained signal prior information,a multi-level classification and recognition method for non-cooperative OFDM signal sub-carrier signals was proposed.Therefore,a model based on non-cooperative communication system OFDM signal detection and subcarrier modulation identification was designed,and finally modulation identification of unknown signals was completed.Simulation experiments show that in non-cooperative communication systems,OFDM signals and single-carrier signals can be accurately identified,and ideal modulation recognition effects can be achieved on empty subcarriers,QPSK,and 16QAM in the receiver OFDM signal subcarriers,overcoming the channel transmission band The problems of phase shift and frequency offset have improved the accuracy of modulation mode identification.     

“随机信号分析与处理”课程设计案例

＂随机信号分析与处理＂课程包括随机信号分析和信号检测与估计两部分内容,理论分析和应用并重。本文根据研究型教学要求和课程内容,介绍了四个课程设计,内容分别涉及课程中随机信号模拟、随机信号通过系统、噪声中随机信号检测和随机信号参数估计四大知识点,四个课程设计共需20课时左右,可供课程研究小组根据课时选择完成。     

高灵敏度的光子偏振激光雷达系统

在空间目标探测中,由于远距离、小目标的特点,回波信号十分微弱,传统的激光雷达不能很好地探测如此微弱的信号。而且现在空间目标探测不仅需要距离信息,还希望获得目标的强度、偏振等更加多维的信息。提出了基于Gm-APD单光子灵敏度探测器的四路光子偏振探测系统,以Gm-APD探测器的泊松概率响应模型为基础,推导了回波微弱信号的强度解算公式,通过四路的强度解算出回波信号的偏振信息,在实验室搭建了四路Gm-APD光子偏振探测系统的原理样机,并介绍了四路Gm-APD光子斯托克斯参量的探测实验。在平均每个脉冲回波能量为7.7810-19 J的情况下,获得3.95%的线偏振误差和5.84%的椭圆偏振误差的探测结果。