基于分数阶傅里叶变换的反辐射导弹检测技术

提出一种应用分数阶傅里叶变换(FRFT)来检测反辐射导弹(ARM)的新方法。由于分数阶傅里叶变换可以通过快速傅里叶变换实现,且不需进行多通道相位补偿,计算量小。仿真结果表明,该方法能够在ARM信噪比低达-14dB、ARM与载机回波功率比为-27dB的情况下,准确地检测出ARM来,从而实现ARM发射的早期告警。     

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变换域的反辐射导弹检测技术

通过推导单频信号和线性调频（LFM）信号旋转角正负对称的分数阶Fourier变换（FRFT）模函数,得到一个有用的结论：单频信号正负对称旋转角的FRFT模值相等,模函数关于中心点对称,而对于LFM信号,其模幅度差别很大。根据此结论提出了一种基于观测信号正负对称旋转角的FRFT模之差的反辐射导弹（ARM）检测方法。此方法可以有效地消除载机信号的干扰。仿真结果表明,此方法在低信噪比下能有效地检测出ARM。     

基于载机信号重构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。提出一种基于栽机信号重构的反辐射导弹检测技术。首先,在频域估计出载机信号的多普勒频率以及幅度后,重构载机信号,并在分数阶Fourier域消除载机信号;最后结合载机信号和反辐射导弹信号在分数阶Fourier域的差别,有效地排除载机信号残余的干扰并检测出反辐射导弹。该方法不需要估计栽机信号的相位,因此简单易行。仿真证实,该方法可以有效地消除栽机信号干扰,并能检测出反辐射导弹。     

基于分数阶傅里叶变换的运动舰船聚焦算法

为解决合成孔径雷达(SAR)图像中运动舰船目标产生的散焦现象,结合对比度最大算法和分数阶傅里叶变换(FRFT)算法,提出了一种改进的对比度分数阶傅里叶变换(CFRFT)自聚焦算法.该算法利用分数阶傅里叶变换对已成像SAR图像进行时频域分析,根据旋转角分别利用参数模型和非参数模型对二阶相位误差和高阶相位误差进行补偿,和传统的相位梯度(PGA)法相比,图像分辨率和旁瓣比提升显著,可以更有效地补偿SAR中舰船运动产生的相位误差.对不同舰船和尾迹SAR图像实验表明,算法对二阶以上的相位误差具有较好的补偿效果,误差估计准确性高,适用范围广,解决了SAR运动舰船的散焦问题,提高了海洋舰船监测的准确性.     

MIMO单载波分数阶傅里叶域均衡系统及最优阶次选择方法

单载波频域均衡（SC-FDE）技术可以有效地克服无线传输中的多径衰落,而多输入多输出（MIMO）能大大提高频谱利用率。两者的结合已成为下一代无线通信系统上行链路的传输方案。然而,当无线信道是快速时变时, MIMO SC-FDE系统的频域信道矩阵将为非对角矩阵,形成严重的频域子信道间干扰,使系统性能急剧下降。针对这一问题,本文采用在分数阶傅里叶域均衡代替传统频域均衡,提出MIMO单载波分数阶傅里叶域均衡（MIMO SC-FrFDE ）系统。通过选择合适的分数阶傅里叶变换阶次,实现分数阶傅里叶域信道矩阵的近似对角化。仿真结果表明,在快速时变信道下,本文提出的MIMO SC-FrFDE系统比传统MIMO SC-FDE具有更好的误码率性能。     

基于共轭FRFT模对消的反辐射导弹检测

分析了载机回波信号和ARM回波信号以及它们的共轭信号的FRFT幅值特性,并利用此特性提出了一种基于共轭FRFT模对消的ARM目标检测方法。该方法利用ARM回波信号在最佳变换角度有较好的能量聚集,而其共轭信号在此最佳变换角度没有能量聚集;载机回波与其共轭信号在FRFT域关于原点对称的特点,利用两者FRFT模之差对消部分杂波,在保证信号能量基本不被削弱的前提下达到抑制载机干扰和杂波干扰、提高检测概率。IPIX雷达数据实验表明该方法在低信杂比条件下有较好的检测性能。     

分数阶傅里叶滤波在欺骗干扰中的应用研究

分数阶傅里叶变换较之于传统傅里叶变换能更有效地将线性调频信号与噪声分离.但分数阶傅里叶域频谱能量的聚集性受信号占空比及调频带宽两方面影响,当占空比较小并且调频带宽很宽时,往往难以得到尖锐的谱峰.本文提出短时滑窗方式的分数阶傅里叶滤波方法,分析了时频域截断对其频谱的影响,在此基础上提供一种低信噪比情况下线性调频信号的检测准则,进而详细论述分数阶傅里叶域滤波的流程.仿真结果表明,运用这种准流水方式的滤波方法处理盲信号,信噪比可提高10dB以上,而有用信号的能量损失却极小.在雷达的欺骗干扰领域应用此方法可提高干扰性能.     

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.     

基于离散多项式相位变换和分数阶傅里叶变换的加速目标检测算法

 本文提出了一种离散多项式相位变换(DPT)和分数阶傅里叶变换(FRFT)相结合的LFM检测方法.首先,分析了经典DPT算法中调频分辨率与互相关时延、积累脉冲长度以及积累性能之间的相互关系,指出时延较小的DPT算法与经典DPT算法相比,检测性能提高约3dB,但调频率估计误差大.其次,针对这一问题,提出在DPT基础上,利用FRFT进一步提高调频率估计精度,当输入信噪比大于-11dB时,在分数阶域引入一维牛顿迭代法可提高运算速度;最后,给出了算法复杂度和估计误差的理论分析并用实验结果验证了算法的有效性.     

A Novel Wavenumber Domain SAR Imaging Algorithm Based on the Fractional Fourier Transform

The conventional Wavenumber domain algorithm （WDA） employs Fast Fourier transform （FFT） to implement matched filter. It is characterized by its high precision SAR imaging. Compared with FFT, Fractional Fourier transform （FrFT） can provide lower and narrower sidelobes when it is applied to compress chirp signals at the optimal transform. This paper proposed a novel SAR imaging algorithm, termed FrWDA which replaces FFT in WDA with FrFT. The FrWDA was derived and its implementation was presented. How to choose the optimal transformation order was given subsequently. The FrWDA preserves high precision focusing, and has better performance on sidelobe suppression. The FrWDA is more suitable for the high precision SAR imaging, especially in target detection and recognition. Simulation results demonstrate that FrWDA provides better performance on focusing and sidelobe suppression compared with the classical FFT-based WDA.     

基于外辐射源的反辐射导弹检测技术

根据反辐射导弹（ARM）的特点及其雷达回波信号中速度、加速度等特征,研究了利用非合作外辐射源对反辐射导弹的检测技术,仿真了该雷达系统的探测范围,采用模糊函数和短时傅里叶变挟（STFT）的算法,得出导弹目标加速度,利用解线性调频的方法对导弹信号进行积累,实现导弹目标检测与告警。     

一种改进的基于FrFT的SAR运动目标检测与成像方法

针对传统的基于FrFT的SAR地面运动目标检测方法的不足,该文结合分数阶Fourier域滤波、重排谱图以及CLEAN思想,提出了一种改进的方法。该方法能够以较高精度估计目标的多普勒起始频率和中心频率,并能分辨在时频平面位于同一直线的多个目标。最后给出了FrFT数值计算结果与有量纲的多普勒参数之间的转换公式。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于频域分析的光学相干显微镜中的色散补偿

提出基于频域分析的色散补偿方法,对光学相干显微镜的干涉信号进行快速傅里叶变换,得到频率幅值极大值对应的平均波数,将提取的解包裹后的相位以平均波数为中心做多项式拟合,得到二阶色散系数。实验中,通过在参考臂中插入不同厚度的色散介质来引入两个干涉臂色散介质的光程差,并求得相应的二阶色散系数。通过最小二乘线性拟合,证实了二阶色散系数和色散介质的相对厚度具有很好的线性关系。根据该线性关系,可以在参考臂中插入适当厚度的色散介质来完全补偿干涉系统的二阶色散。     

基于角谱分析的分数傅里叶变换数值模拟算法

从分数傅里叶变换的表达式入手，分析了分数傅里叶变换与菲涅尔衍射积分之间的关系，针对采用衍射积分的方法计算分数傅里叶变换的局限性，提出了基于角谱分析的数值模拟方法。文中给出了计算方法的理论描述和计算实例。     

基于自适应分数阶傅里叶变换的线性调频信号检测及参数估计

该文提出了一种基于最小均方算法的自适应计算分数阶傅里叶变换的方法并将该方法应用到多分量chirp信号的检测与估计之中。该方法通过对连续型分数阶傅里叶反变换进行离散化采样,得到适合数值计算的离散形式,进而通过适当的选择输入向量和目标函数构造自适应滤波器,经过最小均方算法进行训练后所得的滤波器权系数即为分数阶傅里叶变换的结果。仿真实验表明,该方法可以用来计算分数阶傅里叶变换及对chirp信号进行检测和参数估计,且计算延时相对较小。     

基于一种新的交换矩阵的离散分数阶傅立叶变换实现

分数阶傅立叶变换比傅立叶变换更具有一般性,多年来引起人们深入研究.由于连续的分数阶傅立叶变换在工程实现时都要抽样离散化,直接对连续分数阶傅立叶变换的核离散化会失去很多重要的性质,因此人们研究它的离散实现并保持它具有与连续分数阶变换同样的性质.本文提出了一种新的交换矩阵实现离散分数阶傅立叶变换,其变换的离散核矩阵与连续变换的分数阶傅立叶变换核有相似性,诸如酉特性、可加性、正交性和可逆性.仿真结果证实了所提出的分数阶傅立叶变换核与连续分数阶傅立叶变换核的相似性以及两种变换对矩形信号这种典型信号的分数阶傅立叶变换的相似性.     

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。