一种改进的AR模型反辐射导弹检测算法

反辐射导弹(ARM)具有多普勒频率时变特征,其回波信号的传统功率谱为一宽带频谱,不利于对其进行检测.针对这种情况,提出一种改进的AR模型检测算法,该算法将分数阶相关理论引入到AR模型功率谱估计中,把传统的功率谱转变为分数阶谱,使ARM回波信号能量得到聚集,从而实现ARM的有效检测.仿真结果表明,该方法能够在ARM信噪比低达-16 dB的情况下,准确将ARM检测出来,实现实时告警.     

基于分数阶Fourier功率谱的瞬时频率估计方法

通过分析分数阶Fourier变换功率谱与信号相位微分的关系,提出了根据信号密度分布和分数阶Fourier谱估计信号瞬时频率的方法,并对含噪声和不含噪声的两种信号进行了计算机仿真。仿真结果表明了其有效性。该方法适用于信噪比大于3dB的信号。该方法采用非递归算法,不需要进行时频平面上的投影和峰值搜索,运算量低。     

高动态环境二进制偏移载波调制信号的捕获

针对含一阶多普勒变化率的高动态二进制偏移载波（BOC,Binary Offset Carrier）调制信号捕获精度低且运算量大的问题,本文在部分匹配滤波器结合分数阶傅里叶变换（PMF-FRFT,Partially Matched Filter-Fractional Fourier Transform）算法的基础上提出使用分数阶功率谱累积结合分级FRFT的捕获算法。该算法首先利用PMF对信号进行分段处理,实现了接收信号和本地伪码之间的快速相关。然后结合线性调频信号（LFM,Linear frequency modulation signal）在不同FRFT域内的能量聚集特性,利用分级FRFT结合分数阶功率谱累积精确确定最优阶数。最后利用FRFT在所对应的最优阶数下结合分数阶功率谱累积实现对存在一阶多普勒变化率信号的精确捕获。仿真结果表明,该算法可以减小算法运算量,缩短捕获时间。且在功率谱累积20次,伪随机码长度为1023、信噪比为-22 dB左右的时候仍然能够实现精确的捕获。     

分数阶Fourier域中多分量chirp信号的遮蔽分析

本文从分数阶Fourier变换与时频分布的关系入手,在离散分数阶Fourier变换算法基础上导出了单分量chirp信号分数阶Fourier谱强度的近似表达,并依据分数阶Fourier变换的线性性质,得到了调频率不同的两分量chirp信号间分数阶Fourier谱相互遮蔽的量化结果,给出了图例分析,并进行了仿真验证.通过本文的分析可以知道分数阶Fourier域中调频率不同的多分量chirp信号间的相互遮蔽主要取决于各自的幅度、调频率和采样时间.当多分量chirp信号幅度、调频率确定后,可以通过延长采样时间来降低各分量间的相互遮蔽.     

基于分数阶Fourier功率谱的瞬时频率估计方法

通过分析分数阶Fourier变换功率谱与信号相位微分的关系，提出了根据信号密度分布和分数阶Fourier谱估计信号瞬时频率的方法，并对含噪声和不含噪声的两种信号进行了计算机仿真。仿真结果表明了其有效性。该方法适用于信噪比大于3dB的信号。该方法采用非递归算法，不需要进行时频平面上的投影和峰值搜索，运算量低。     

基于分数阶模糊函数线调频率延时对消的运动弱目标检测

针对回波信号相位中存在的三次项问题,文中介绍了分数阶模糊函数的定义及部分性质,在此基础上研究了含有三次项的运动目标回波信号的分数阶模糊函数的线性调频延时特性,根据此特性文中提出了一种海杂波背景下的基于分数阶模糊函数线调频延时对消的运动弱目标检测方法。该方法通过将原信号的分数阶模糊函数模函数与线性调频延时后信号的分数阶模糊函数模函数对消,能在基本不减弱信号分数阶模糊函数模值的情况下有效地对消部分杂波,达到提高信杂比,提高检测性能的目的。最后,通过对IPIX实测数据验证表明,所提方法在增加目标与杂波分数阶模糊函数域峰值差以及提高信杂比等方面都明显优于仅对回波作分数阶模糊函数。文中采用双参数恒虚警检测方法设置适当的门限,该检测方法能够达到更好的检测效果。      

线性调频信号分数阶频谱特征分析

线性调频信号是一种典型的非平稳信号,广泛应用于雷达、声纳、通信等领域.分数阶Fourier变换是一种新兴的时频变换,由于其独特的性质,成为线性调频信号检测与参数估计的一种良好工具.尤其是,作为一种线性变换,分数阶Fourier变换在处理多分量线性调频信号时能够避免交叉项的干扰.但是,多分量线性调频信号在分数阶Fourier域也存在相互影响的问题.为了分析该问题,研究线性调频信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征是非常必要的.本文根据分数阶Fourier变换的定义以及分数阶Fourier变换与时频分布的关系,分析了线性调频信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征,以及线性调频信号的分数阶频谱分布与分数阶旋转角α的变化关系;根据离散分数阶Fourier变换的实现算法,讨论了线性调频信号在离散分数阶Fourier变换条件下的分数阶频谱的分布特征,以及线性调频信号在分数阶Fourier域的能量谱的近似表达式.最后,利用LFM信号的分数阶频谱的分布特征,分析了多分量LFM信号中的信号尖峰偏移问题,并给出信号尖峰发生偏移的条件.本文为定量分析分数阶Fourier域多分量线性调频信号之间的相互影响奠定了基础,为改善分数阶Fourier变换对多分量线性调频信号的处理能力提供了参考.     

分数倒谱及其在盲chirp信号处理中的应用

分数阶傅立叶变换可以看作是傅立叶变换的推广,在回顾实倒谱有关理论基础上,给出基于分数阶傅立叶变换的倒谱——分数倒谱。同时也讨论了分数倒谱在盲chirp信号处理中的应用。仿真实验验证,即使在很低信噪比下,相关算法仍能有效工作。     

宽带双基地MIMO雷达的参数联合估计的新方法

提出了一种基于分数阶功率谱的宽带双基地MIMO雷达中参数联合估计的新方法。在许多情况下,根据窄带信号模型对宽带回波信号中的参数进行估计是不合适的,因此提出一个新的宽带回波信号模型对运动目标参数进行估计。根据分数阶功率谱(FPSD)的峰值点对多普勒频移因子和时延参数进行联合估计。并依据分数阶功率谱的峰值点构造2个子阵,提出的FPSD-MUSIC算法和FPSD-ESPRIT算法实现了对收发角的联合估计。接下来推导了该信号模型中参数估计的克拉美罗界。仿真实验验证了算法的有效性。     

基于分数阶Fourier变换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.本文研究了单频信号和线性调频信号的分数阶Fourier变换模函数的时移特性.研究表明,单频信号和线性调频信号的FRFT模函数具有不同的时移特性.分数阶Fourier变换是线性变换,不存在交叉项,采用分数阶Fourier变换搜索匹配动目标信号,使其能量汇聚.根据以上特点本文提出了一种基于观测信号以及其时延信号的分数阶Fourier变换模之差的反辐射导弹检测方法.此方法可以有效的消除载机信号的干扰,并且对背景噪声幅度有一定的抑制作用.仿真结果表明,在低信噪比下能有效的检测出反辐射导弹.     

分数阶Fourier域上非均匀采样信号的频谱重构研究

 本文研究了分数阶Fourier变换域上非均匀采样信号的重构问题.首先得到周期非均匀采样信号经非均匀分数阶Fourier变换后的频谱表达式,研究了该分数阶频谱和信号连续分数阶频谱之间的关系,并基于该关系式提出了一种分数阶Fourier域周期非均匀采样信号的频谱重构算法;其次,讨论了分数阶Fourier变换域上更加一般情况下非均匀采样信号重构问题;最后,给出了周期非均匀采样信号频谱重构的仿真结果.     

基于信号波形协同提高无线通信系统容量的研究

针对有限频谱资源与迅速增长业务需求的矛盾,提出了一种基于信号波形协同的无线通信技术。在传统正弦载波通信系统的基础上,在相同的频谱范围内利用正弦信号和线性调频信号在频域和分数域能量积聚特性的对偶关系在正弦载波通信信号上叠加线性调频信号波形来传输不同的用户信息,并在接收端分别通过频域和分数域滤波处理实现两类用户信号波形的分别提取,从而达到提高频谱效率和增加系统容量的目的。建立了系统模型,给出了理论分析,并进行了数值验证。研究结果表明,在传统正弦载波通信体制的基础上,通过信号波形协同和变换域滤波处理可以有效地提高频谱效率,理论上能够将系统容量提升近一倍。     

Fractional Power Spectrum

In this paper, by investigating the definitions of the fractional power spectrum and the fractional correlation for the deterministic process, we consider the case associated with the random process in an explicit manner. The fractional power spectral relations for the fractional Fourier domain filter are derived, and the expression for the fractional power spectrum in terms of the fractional correlation is obtained. In addition, the definitions and the properties of the fractional white noise and the chirp-stationary process are presented. Simulation results verify the theoretical derivations and demonstrate the potential applications, such as detection and parameter estimation of chirp signals, fractional power spectral estimation and system identification in the fractional Fourier domain.      

基于聚类分析的分数阶Fourier变换信号分离与检测

针对应用分数阶Fourier变换检测多分量信号计算量大、效率低的问题,提出在分数 阶Fourier域采取混沌-多步拟牛顿法和聚类分析相结合的方法分离与检测信号。在保证全局 快速搜索最强信号的条件下,实现一次检测多个较强信号,并将已检信号逐次消去,减小对 剩余信号检测的影响。仿真结果表明,该方法能快速分离检测多种调制的频谱混叠信号。     

非高斯噪声下数字调制信号识别方法

针对传统数字调制识别方法在非高斯Alpha稳定分布噪声下识别性能差的问题,该文提出一种基于广义分数阶傅里叶变换和分数低阶Wigner-Ville分布的数字调制识别新方法。该方法提取广义分数阶傅里叶变换的零中心归一化瞬时幅度谱密度的最大值和分数低阶Wigner-Ville分布幅度的最大值作为识别特征参数,并采用判决树分类器,实现了非高斯噪声下数字调制信号识别。仿真结果表明,在非高斯Alpha稳定分布噪声下,该识别方法不仅性能明显优于传统方法并且具有较高的识别率和良好的稳健性。     

分数阶Fourier级数展开及相关性质研究

介绍了一种从分数阶Fourier变换（FRFT）思想导出的分数阶Fourier级数（FRFS）展开方法,可以看作为Fourier级数的进一步推广,在研究非平稳信号中有着重要的应用。分数阶Fourier级数以一组有限时域内的正交Chirp信号为基函数来逼近分析信号,与Fourier级数相比,在分析非平稳信号中具有更大的灵活性。文中给出了Chirp信号FRFS分解的解析表示,分析了FRFS展开系数的振荡特性;同时对不同参数下的FRFS收敛速度进行了研究和计算机仿真,对于工程实际中的计算具有较好的参考价值。     

分数阶傅立叶变换OFDM系统自适应均衡算法

由于子载波间干扰(ICI)的影响,传统OFDM系统均衡方法在快速衰落的信道环境下性能有较大下降.本文提出了一种基于分数阶傅立叶变换的OFDM系统自适应均衡方法,它用分数阶傅立叶变换代替傅立叶变换进行子载波调制与解调,同时在分数阶傅立叶域对接收信号进行自适应均衡.文中给出了最优分数阶傅立叶变换阶次的选取方法,和分数阶傅立叶域最小均方算法的步骤.分析和数值仿真结果表明,最优分数阶傅立叶域的自适应均衡算法较传统频域方法有更好的均衡效果,并且复杂度不高.     

Analysis of Chirp as windowing function through fractional Fourier transform

This article presents a new mathematical model for obtaining the fractional Fourier transform (FrFT) of Chirp function. FrFT is a parameterised transform having an adjustable transform parameter which makes it more flexible and superior over ordinary FT in several applications. It is an important tool used in signal processing for spectral analysis. The closed-form expression derived for FrFT of finite duration Chirp establishes the dependence of FrFT of Chirp on the order of FrFT and the Chirp parameter. The mathematical model obtained shows that the Chirp function can be used as an adjustable window function in the fractional Fourier domain. The main-lobe width, side-lobe level and side-lobe fall-off rate of a Chirp window can be controlled by changing the adjustable transform parameter to different values. For some particular values of fractional angle, Chirp can give better spectral parameters than the existing window functions. By varying the order of FrFT, the variations in spectral parameters of the Chirp window are obtained and studied. The performance of the Chirp window in fractional domain is also compared with some of the existing windows.