一种基于非周期随机共振的微弱信号检测方法

随机共振滤波器能够在强噪声背景中跟踪微弱信号(非周期或周期信号)波形,并将幅度放大,这正好弥补了匹配滤波器在强噪声背景下检测性能的严重不足。本文给出了FHN随机共振的简化模型及计算方法,在深入分析FHN随机共振模型参数对其滤波性能影响的基础上,结合随机共振滤波器和匹配滤波器,提出了一种基于FHN随机共振模型检测确知信号的方法。首先将接收信号经FHN随机共振滤波器进行滤波,再进行匹配滤波,最后将滤波结果和门限进行比较判断信号是否存在。经过实验验证,该方法具有较好的效果。     

基于FastICA的雷达弱目标检测前跟踪方法研究

研究了强噪声干扰下的雷达弱目标检测及跟踪问题。针对信号与噪声干扰之间的相互独立性,提出了一种基于FastICA的弱目标检测前跟踪(TBD)算法。该算法的关键为对分离后的信号进行能量分配,以及求解所构建的一个多目标规划问题,进而实现匹配回波信号的能量积累。仿真实验结果表明,在负信噪比的情况下,无论是高斯噪声还是非高斯噪声,该方法均可以实现检测前跟踪的目的;用能量积累过程中记录的目标状态信息为观测值,则可以通过滤波估计的方法最终实现对目标的稳健跟踪。该方法为弱小目标的跟踪检测技术提供了一种新的思路。     

基于改进VI-CFAR的模糊距离扩展目标检测算法

为了提高主动声呐在高斯背景下对距离扩展目标的检测能力,本文提出了一种新的恒虚警(CFAR)检测方法。该方法首先利用最小选择无偏最小方差和单元平均(UMCASO)方法对可变指数恒虚警(VI-CFAR)进行改进,得到改进VI-CFAR方法,再将其用于对距离扩展目标检测的第一门限处理中,同时第二门限处理使用模糊积累方法。仿真结果表明,该方法在均匀背景下只有较小的CFAR损失,而在多目标干扰下相比传统方法有更强的鲁棒性,对抗多目标干扰性能优越。对于起伏目标模型,模糊代数积积累准则性能优于模糊代数和积累准则。在不同的背景下,选用与之相适应的积累准则,可获得较为理想的检测性能。     

一种有源加性复合干扰的对抗算法研究

针对雷达有源加性复合干扰对抗的情况,传统的抗干扰算法只针对单一样式干扰进行抑制,很难做到有效权衡;由于有源复合干扰噪声功率高、欺骗性强的特点,为此提出了一种基于相位扰动的有源加性复合干扰对抗算法,该算法在斜变线性调频信号(SV LFM)信号的基础上,先对发射雷达信号的前后沿脉冲附加上一个扰动的相位,再通过与前一脉冲的匹配滤波,限幅处理和逆匹配,最后与当前脉冲进行匹配滤波处理,附加扰动的相位和限幅处理减弱了距离假目标信号的增益,而经过三次匹配滤波的作用,同样有效的削弱了大部分压制性干扰信号的成分,从而恢复出比较纯净的目标回波信号;通过实验仿真手段验证了相位扰动抗干扰算法的有效性,与传统直接匹配滤波的抗干扰算法相比,接收信号的信噪比提升了约25 dB。     

基于匹配子空间的高频雷达恒虚警检测

雷达回波信号经过三维FFT信号处理之后得到了距离、多普勒、波束角度信息,常规高频雷达目标检测只是在特定的波束内距离-多普勒平面进行的,显然,这样的处理方式不是最优的.当外部干扰和杂波很强时,常规的检测方法会将门限设置较高,限制了对弱小目标的检测.本文针时弱小目标在强干扰或强杂渡中的的情况,将匹配子空间的思想应用到了高频雷达的目标检测中.首先,在距离-多普勒平面内采用开关恒虚警检测方法,然后将检测单元的波束空间分成信号子空间和噪声子空间,时检测后的数据向信号子空间上投影,进一步对目标进行识别检测.由匹配子空间检测理论及仿真结果可知该方案将是三维高频雷达数据的最优解.     

雷达最佳接收极化滤波优化研究

研究了雷达最佳接收极化滤波抗随机极化干扰的优化问题。当随机极化干扰的极化方式与目标回波的极化方式相近时,传统的最佳接收极化滤波方法在滤除干扰信号的同时,极大抑制了目标回波信号,导致信干噪比（SINR）降低。为解决传统最佳接收极化滤波存在的不足,提出收发联合极化滤波的优化方法。当目标回波和干扰有相近的极化方式时,通过对发射极化的捷变,改变目标回波信号的极化方式,从而避免目标信号的过度损失。与传统的滤波方法相比,该方法能获得更好的信干噪比。仿真结果表明了该滤波优化方法的可行性和有效性。     

基于时频分析的雷达信号滤波方法

深空目标的雷达回波信号较弱而且受噪声干扰严重,给检测识别工作带来很大的困难;提出了一种时频滤波方法,将基于广义S变换的时频滤波引入到雷达回波信号去噪当中;采用广义S变换对回波信号进行时频分析,利用变换结果求解信号的瞬时频率,并构造了一种时频滤波器.对雷达回波信号进行时频滤波处理并对滤波效果进行分析;仿真结果表明,经滤波后信噪比有较大提高,且很好保留了信号特征。     

一种抑制多模杂波的MTI滤波器设计

在雷达目标探测精度优化问题的研究中,雷达探测的性能,由于受目标环境中存在各种海浪、云雨等杂波,影响探测精度。传统的MTI滤波器存在滤除有用目标信号和滤波效率低的问题。为了解决传统滤波器所存在的问题,提出在滤波器设计中采用优化的参差时变算法和线性预测滤波算法相结合的混合滤波算法。与传统滤波算法相比,能够很好的克服盲速效应和提高滤波器性能。仿真和性能分析表明设计能够有效的提升滤波效果,具有较高的实用价值。     

TMS320C6678的LPI雷达信号检测模型设计

本文围绕低截获概率雷达信号处理的特点和实时性的要求,设计了基于FPGA和DSP传统组合模式的LPI雷达信号检测处理平台。在一款基于Keystone构架的多核DSP处理板上,创新性地运用并行关联流水线体系结构和多层任务调度分配信号处理机制,构建了针对LPI雷达信号从预处理到检测结果输出的一整套信号处理模型。经过仿真实验验证,该信号处理模型适合在低信噪比条件下对LPI雷达信号进行检测,且系统资源分配合理占用逻辑资源少,具有实时检测LPI雷达信号的潜力。     

基于MHT的网络化雷达抗干扰算法

为解决分布式干扰下,单雷达目标发现性能较差、目标检测概率较低、航迹不连续以及雷达不能有效对目标进行跟踪的问题,提出基于MHT与秩K融合规则的网络化雷达抗干扰算法。对传统的MHT算法进行优化,缩短算法运行时间;对雷达干扰进行识别,针对分布式干扰运用优化后的MHT算法,计算每一个目标的发现概率;利用秩K准则实现融合后的目标检测。分布式干扰下网络化雷达模型对目标的跟踪实验验证了该算法的有效性。     

一种公共网络攻击数据挖掘智能算法研究

公共网络的开放性和自组织特性导致网络容易受到病毒干扰和入侵攻击,对攻击数据的准确高效挖掘能确保网络安全。传统方法采用时频指向性波束特征聚类方法实现攻击数据挖掘,在信噪比较低时攻击数据准确挖掘概率较低。提出一种基于自适应滤波检测和时频特征提取的公共网络攻击数据挖掘智能算法。首先进行公共网络攻击数据的信号拟合和时间序列分析,对含噪的攻击数据拟合信号进行自适应滤波检测,提高信号纯度,对滤波输出数据进行时频特征提取,实现攻击数据的准确挖掘。仿真结果表明,采用该算法进行网络攻击数据挖掘,对攻击数据特征的准确检测性能较高,对干扰的抑制性能较强,能有效实现网络安全防御。     

强干扰环境下网络情报数据滤波通信系统设计

传统通信系统在强干扰环境下进行通信时,系统会出现性能下降甚至无法通信的问题。设计并实现了一种新的网络情报数据滤波通信系统,设计强干扰环境下网络情报数据滤波通信系统的整体结构;按照网络情报数据滤波通信系统的标准以及分析强干扰的特性,对瞬态电压抑制模块、瞬态保护模块、语音信号输入模块进行设计,采用电磁滤波去噪的方法对故障修复模块进行优化,实现网络情报数据滤波通信系统的设计。实验表明,改进的网络情报数据滤波通信系统较传统的通信系统具有较强的抗干扰能力,通信效果好等明显优势。     

基于小波理论的缺陷检测中的噪声处理

海底管道缺陷检测中的一个重要问题是对超声数据的噪声处理。检测过程中只有剔除叠加在有效信号中的高频噪声和干扰,才能获得有用的超声信号。因此,超声波检测能否准确的关键是对信号背景噪声进行怎样的处理。本文基于小波分析技术,对三种小波滤波方法进行了比较,并通过labview软件同时运用小波技术在NI硬件上实现滤波过程,最后给出了实验图像,得到了较好的效果。     

基于自适应滤波的民航导航通信干扰检测系统设计

针对目前使用的民航导航通信干扰检测系统受到背景噪声与电磁干扰信号重叠影响,导致干扰检测结果不精准的问题,提出了基于自适应滤波的民航导航通信干扰检测系统设计。使用多信道检测接收机,将接收结果经过PCI接口传送给上位机。使用测向天线阵,捕获来自其他天线阵元的信号幅值、相位。使用由三个垂直磁阻传感器组成的电子罗盘,测量X、Y、Z方向的电磁干扰,经过A/D转换器放大处理和主机检测后,完成硬件结构设计。计算系统输出结果,结合自适应滤波处理技术,整理自适应滤波的加权矢量,彻底分离开噪声信号与电磁信号,避免噪声干扰。计算相位差,并对其进行矢量化处理,获取多组载波相位差,确定干扰信号的数值和方向,完成通信干扰检测。由实验结果可知,该系统在同频干扰、临频干扰情况下,信号波动的-0.2-0.4和-0.8-0.7幅值均与实际干扰信号波动幅值一致,具有精准检测结果。     

基于包络延拓和本征波匹配的时变DoS攻击频谱检测

DoS攻击信号具有非平稳时变特性,湮没在色噪声背景的复杂网络环境中,对之难以有效检测.传统方法中采用基于非平稳时变信号处理的Hough变换单谱脉冲响应检测算法,由于二次型时频分布的边缘效应会引起较大包络衰减,检测性能不好.因此提出一种基于包络延拓和本征波匹配的时变DoS攻击信号频谱检测算法来对DoS攻击检测信号进行双曲调频分解,构建信号数学演化模型,得到信号包络和本征波特征提取结果.采用双线性Hough变换法分析频谱特征畸变,进行瞬时频率估计,得到信号的单谱脉冲响幅频响应,在包络时频特征空间优化搜索路径实现包络延拓,基于最小均方误差准则设计本征波匹配滤波器,控制DoS频谱偏移,实现信号频谱检测.仿真结果表明,本算法能在强色噪声背景干扰下提高检测性能,检测概率高于传统算法,且能准确估计参量信息,提高对DoS攻击信号的主动防御能力.     

基于核函数粒子滤波和多特征自适应融合的目标跟踪

经典粒子滤波及其改进算法在观测模型与真实情况存在偏差时会导致滤波发散,针对这一问题,提出一种核函数粒子滤波算法.该算法根据目标状态与粒子状态之间的距离,利用核函数产生权值对粒子进行二次加权,根据粒子的二次加权结果进行粒子重采样;以改进的粒子滤波算法为框架,提出了一种自适应多特征融合目标跟踪方法,利用相似性度量动态地评价特征对目标与背景的区分能力,并自适应地计算特征融合权重,以适应目标跟踪过程中目标与背景的变化,提高目标跟踪的鲁棒性.实验结果表明,文中提出的目标跟踪方法比经典粒子滤波目标跟踪方法具有更强的抗干扰性能和较高的跟踪精度.     

基于色噪声背景下线性滤波器组检测性能的研究

随着5G新空口信号处理技术的广泛应用,为了提高大规模组网中基站(天线)滤波器检测系统的检测性能,本文提出了一种基于色噪声背景下对信号进行检测判决的线性滤波器组(LFB)检测系统,即在传统匹配滤波器检测系统中加入白化滤波器级联组构成线性滤波器组检测系统,首先对二元确知信号检测判决系统中相干相移键控系统(CPSK),相干频移键控系统(CFSK),和相干启闭键控系统(COOK)的检测性能进行分析。其次,在此基础上推广到对多元(M元信号检测)确知信号检测性能进行分析。最后,经过仿真,根据最大输出信噪比准则,采用白化滤波器组将色噪声滤除有色部分后通过检测判决系统,获取在色噪声背景下最佳的线性滤波器组(Linear Filter Bank,LFB)(相关接收机)的检测性能。     

串脉冲超声导波断轨检测技术研究

针对传统的钢轨断轨检测效率低、无法进行实时检测的不足,对串脉冲超声导波断轨检测方法进行了研究.首先为了增强发射能量,同时达到脉冲叠加的目的,研发了脉冲个数、脉宽、间隔均可调的高压串脉冲超声导波发射系统;为了保证接收信号的信噪比和空间精度,用匹配滤波的方法对接收信号进行脉冲压缩.采用研制的串脉冲超声导波断轨检测系统,选用SH导波换能器在钢轨上进行了检测实验.结果表明,检测系统性能稳定,经过串脉冲叠加,使接收信号的幅值约为单脉冲接收信号的3倍,经过匹配滤波后,信噪比得到明显提升.该方法的换能器置于轨腰,能够对钢轨实现在线监测.     

基于海明距离的直觉模糊粗糙集相似度量方法

针对直觉模糊粗糙集的相似度量问题,提出了一种基于海明距离的直觉模糊粗糙集相似度量方法。首先给出了两个直觉模糊粗糙值问的相似度量方法,并揭示了它的若干重要性质。然后,在此基础上,又提出了一种基于海明距离的直觉模糊粗糙集相似度量方法,并证明它也具有同样的性质。最后用数值算例验证了这种方法的有效性。     

多通道助听器语音降噪算法研究

维纳滤波算法是改善噪声环境下听障患者语音理解度的常用算法之一。针对传统维纳滤波算法噪声谱估计偏差大的问题,提出一种基于改进的多通道维纳滤波算法的助听器语音降噪算法。算法首先结合人耳听觉特性和助听器响度补偿的特点,将语音信号进行Gammatone分解为多路子带信号。然后在每个子带内用基于先验信噪比估计的维纳滤波器进行语音增强处理。最后通过综合子带信号,得到增强的语音。此外,为了改善维纳滤波算法噪声谱估计的问题,提出一种基于包络估计的语音活动检测算法,并用于改善维纳滤波性能。实验结果表明,与传统维纳滤波法相比,该方法能更有效地抑制残留噪声,提高语音可懂度,具有较高的实用价值。