频谱细化及频谱校正技术在激光多普勒测速仪中的应用

提出了对多普勒信号先进行频谱细化,再进行频谱校正的方法,阐述了几种常见的离散频谱细化和频谱校正算法的基本原理,并运用它们对不同频率的理想正弦信号和实测的多普勒信号进行谱仿真和实测研究。理论分析和实验结果表明:频谱细化算法中Goertzel细化算法所需的运算量最少,计算速度最快;频谱校正算法中比值校正算法校正公式简单,运算量少,且校正精度较高;频谱细化和频谱校正技术大大提高了频谱分辨率,将其运用于频谱分析型激光多普勒测速仪中切实可行。     

激光多普勒测速仪中的频谱分析技术

为了提高激光多普勒测速仪的测速精度,将频谱分析技术应用于多普勒信号的处理中,先对信号进行频谱细化,再对细化后的频谱进行校正。阐述了几种常见的频谱细化和频谱校正算法的基本原理,并对它们的频谱分析精度和运算量进行了比较。在Matlab平台上将它们应用于理想正弦信号进行仿真,比较了各种算法的优缺点,最后将频谱细化和频谱校正技术应用于实测多普勒信号的处理中。仿真和实验结果表明:频谱细化技术可以大大提高激光多普勒信号的频谱分辨率,频谱校正技术可以准确地校正多普勒频率,减小信号处理的误差。将其运用于激光多普勒测速仪中切实可行,为设计高精度的激光多普勒测速仪创造了条件。     

单频信号快速频率估计算法比较及改进

本文首先讨论并分析了各种插值DFT(离散傅里叶变换)算法,然后提出了一种实正弦信号的快速插值频率估计方法。该方法只需 3个DFT变换系数的实部构造频率修正项,计算量低,具有精度高、测频速率快的特点。计算机模拟和FPGA仿真均证实了该方法的有效性。     

频率估计的一种多段同频正弦信号频谱相关算法

为提高低信噪比条件下正弦信号的频率估计精度,针对多段同频正弦信号,该文提出一种基于频谱相关的频率估计算法。首先,构造加权因子对多段同频正弦信号频谱进行加权积累,得到最优加权积累频谱;然后,将多段同频正弦信号的最优加权积累频谱和累加频谱进行相关运算,得到频谱相关谱;最后,谱峰搜索频谱相关谱,实现频率的精确估计。模拟结果验证了该文算法的有效性。     

LFM信号参数估计的DAF插值算法

为实现LFM信号起始频率和调频斜率的高精度参数估计,对基于离散模糊函数的DAF算法进行了研究。该算法具有计算量小的优点但估计精度受到采样频率和采样点数的限制。针对此问题,提出了一种可提高参数估计精度的DAF插值方法:首先利用DAF将LFM信号转换为正弦信号,分别通过两次FFT并进行峰值搜索得到起始频率和调频斜率的粗估计值,然后基于Rife插值利用最大谱线和次大谱线进行修正得到预估计值,再利用两次单点DFT的频谱细化技术得到该值两侧相邻0.5个量化频率点处的谱线,最后重新进行插值计算。该算法突破了频谱离散化带来的频率分辨率限制,在增加运算量较少的情况下,提高了参数估计的精度。仿真实验结果验证了算法的有效性。      

正弦信号DFT之频谱泄漏问题的多角度分析

利用DFT计算连续正弦信号频谱时,其信号处理过程大致分为采样、数据截断和DFT计算这三个环节。重点从采样、数据截断及正弦信号本身的特点这三个方面着手,分析了四个影响频谱泄漏的因素,并给出了MATLAB仿真。分析结果对DFT的教学和应用,都具有一定的参考价值。     

信号频率的卷积窗比值新算法

针对传统窗函数的特性引起经典频谱校正法测频精度较低这一技术瓶颈,给出了运用卷积运算构造新窗函数的方法。以矩形卷积窗函数为例,在长度相同的条件下说明了新窗函数的优良特性;针对该新窗函数提出了基于最小二乘逼近的比值新算法,对实际的多频率信号进行频率测量研究。结果表明：该新算法可以实现信号频率的高精度测量,这种通过最小二乘逼近将复杂窗函数应用到比值校正法中的思路具有理论与工程应用价值。     

离散频谱梯形窗幅度比值校正法的频率估计

用FFT对正弦信号进行频率估计时,经常会遇到栅栏效应和频谱泄露的问题,为了提高正弦信号的频率估计精度,提出了一种离散频谱梯形窗幅度比值校正法。通过建立梯形窗的信号估计模型,并结合主瓣内最高谱线和次高谱线两条谱线的幅度比值关系,得到了加梯形窗的离散频谱校正公式。利用该算法对单频正弦信号的频谱校正误差进行了仿真,并且与加矩形窗时的频谱校正误差进行了比较。仿真结果表明,在信噪比较低时,该方法的频谱校正误差小,其性能明显优于加矩形窗的频谱校正精度。     

离散傅里叶变换的频谱分析方法的研究

频谱分析方式有着多样性的特征,就现阶段来看,测频方式是多种多样的,有cross算法、DFT算法、prony算法、最小二乘法、卡尔曼滤波算法等等,但是这些算法都存在各种各样的不足,其中,DFT算法的应用范围是最为广泛的,在高次谐波以及非整次谐波含量较少的情况下,该种算法的精度是十分理想的,该种算法应用了循环与递归算法,计算速度快,抗干扰性强,能够消除整次谐波对分析过程的不良影响。使用加窗法与滤波法也能够避免出现插值方向错误的问题,本文主要分析基于离散傅里叶变换的频谱分析新方法。     

一种减少频谱泄露的幅值和相位自校正算法

频谱泄露是影响谐波检测和频谱分析的重要原因,而采样频率与信号频率不同步是造成频谱泄露的根本原因。现提出一种幅值和相位自校正的算法,可通过自动校正减小异步采样时DFT产生的幅值和相位的误差,降低频谱泄露造成的影响,对同步采样条件下的DFT没有影响,并给出算法的实现步骤和仿真结果,证明了该算法能精确地得到信号的实际幅值和相位,对于采样点数较少的信号也能给出较高的测量精度,而且该算法具有迭代特性,原理简单,是频谱分析中的一种有效方法。     

基于PRI谱内特征的参差雷达信号分选算法研究

通过分析参差雷达信号的基本特征,针对PRI变换算法在参差雷达信号分选中存在的不足,提出了一种基于PRI谱内特征的参差雷达信号分选算法。该算法利用PRI变换获取信号的时域PRI谱,进而根据PRI谱内脉冲对数特征完成参差信号帧周期的分选工作。仿真结果表明,该方法能够较好地实现参差雷达信号的分选工作。     

正交插值与脉冲压缩的最佳滤波器设计

提出了以吞吐率最大为准则利用频域分段算法进行FIR滤波的方法.推导了雷达信号处理中正交插值和脉冲压缩处理的频域算法,针对长信号序列的频域滤波处理,研究了分段滤波方法,得出了最佳分段长度.并将正交插值和脉冲压缩处理在频域合并起来,进一步降低了运算量.     

大斜视成像的目标谱分析及成像算法

雷达成像应用中会面临大斜视成像问题。大斜视情况下,目标回波信号谱在谱域中发生偏移,造成在有限的谱支持域中发生翻折和混叠,使得图像不能准确聚焦。通过斜视角计算偏移量,可恢复实际目标谱,进而采用距离徙动算法实现成像。该文通过分析大斜视下的信号谱及目标谱特性,详细说明了采样率和混叠的关系,并确定了距离徙动算法中的插值格点,减少了不必要的插值运算和插值误差,提升了成像处理效率。由于采用了谱域处理方法,未对距离方程进行近似,因此适用于处理远场与近场成像问题。仿真分析表明:文中所述处理方法可以有效完成近场大斜视情况下的精确聚焦成像,算法适用性广,且可实现快速处理。     

复白噪声中复正弦波频率估计方法研究

在信号处理中,估计淹没在高斯白噪声中的正弦波频率具有相当的应用价值。本文在MATLAB环境下,首先对单谱线法、双谱线法（Rife）以及功率加权求平均等频谱校正算法进行比较。然后通过仿真实验得出,延长观测时间有益于频率估计的结论,并对信号采样频率的选择进行讨论。最后针对短持续时间信号的频率估计,给出了基于复解析带通滤波的...     

一种基于FFT快速算法的空间多目标跟踪算法

本文针对阵列天线提出了一种基于FFT快速算法的多目标跟踪算法.与传统的基于特征值分解的DOA估计不同,此算法利用阵元域与空间域之间的傅里叶变换关系,对阵元输出的一次快拍数据进行快速傅里叶变换,得到信号的离散空域频谱,然后对其进行补零或内插,得到精确的空域谱来获得目标的DOA.由于此算法具有较低的计算复杂度,可以对空间快...     

一种实用的DS信号抗干扰技术

研究了DS信号的相位谱接收方法,给出了基于加窗DFT的迭代实现算法,讨论了该算法在DS系统抑制窄带干扰中的应用。给出了该算法与常规DS信号接收方法及未加窗情况下,在不同干扰下的对比数值仿真结果。