Radon-Wigner和Radon-Ambiguity快速算法及其在SAR/GMTI中的应用

本文针对Radon-Wigner Transform、Radon-Ambiguity Transform检测线性调频信号中的若干问题进行研究.Radon-Wigner Transform和Radon-Ambiguity Transform保留了Wigner-Ville分布和模糊函数时频聚集性高的优点,克服了它们在检测多分量信号时存在严重的交叉项问题.本文首先分析并证明了Wigner-Ville分布和模糊函数中交叉项与自主项的不同,指出该"不同"即是Radon-Wigner Transform和Radon-Ambiguity Transform能够抑制交叉项的根本原因;其次,本文证明了Radon-Wigner Transform的一种快速计算方法,并且以分数阶傅利叶变换为桥梁,给出了Radon-Ambiguity Transform的快速计算方法;最后,本文将Radon-Wigner Transform和Radon-Ambiguitiy Transform快速计算方法用于合成孔径雷达对地面运动目标的检测和参数估计中,取得了预期的较好的检测结果.     

基于Gabor-Curvelet联合变换的雷达Chirp信号检测与估计

针对微弱雷达回波Chirp信号检测与估计问题,提出基于Gabor-Curvelet联合变换的方法。首先计算回波的Gabor时频变换,得到2D时频分布图,噪声时频分布一般随机地分布在整个时频面上,能量分散,而Chirp信号时频分布是直线或曲线。对时频2D图像进行曲波（curvelet）变换,曲波能对曲线进行稀疏表示,可检测强噪声中的雷达回波Chirp信号并估计信号参数。仿真结果证明了此方法的有效性,有待研究的问题是曲波系数的门限设定问题。     

基于双通道DFRFT互谱法的Chirp信号时延估计

针对脉冲Chirp类信号的时延估计问题,理论推导了基于离散分数阶Fourier变换的脉冲Chirp信号的特性,分析了当时延参量等效的分数阶Fourier域的频率大于采样率时,脉冲Chirp信号的分数阶Fourier域谱产生混叠,造成时延估计模糊的问题,并提出基于离散分数阶Fourier变换（DFRFT）双通道互谱法进行时延估计,给出两个通道采样率选取的原则及算法的性能分析,实验结果表明,在一定的采样率下,算法能够快速精确地估计脉冲Chirp信号的时延参数.     

高斯脉冲调制Chirp信号分数阶Fourier变换的解析表示

分数阶Fourier变换是Fourier变换的一种广义形式,揭示了信号从时域到频域变化过程中所呈现的特征,运用FrFT分析Chirp信号具有极佳的能量积聚效果.介绍分数阶Fourier变换的基本定义,给出高斯脉冲Chirp信号的FrFT以及最优化高斯脉冲Chirp信号分析角度,对于该类信号的低噪声检测与参数估计具有良好的应用前景.     

基于Radon-Wigner变换的非平稳信号分析

采用Radon-Wigner变换方法,实现了噪声背景下单分量线性调频信号和多分量线性调频信号的检测。仿真结果表明,对于线性调频信号检测,Radon-Wigner变换方法性能明显优于Wigner-Ville分布法。     

线性调频参数估计方法的数学统一

本文给出了连续复线性调频(LFM)信号Radon-Wigner变换(RWT)、Wigner-Hough变换(WHT)、分数阶傅立叶变换(FrFT)、解线调方法(Dechirp)和最大似然(ML)方法的相互转换关系.给出了参数估计的最佳表述及其离散形式,省略包含调频率的表达式系数,将RWT、WHT、FrFT和Dechirp和ML方法用统一表达式表述.几种方法的离散LFM信号参数估计均可以用ML或去斜方法实现,并采用FFT方法提高运算速度,因此最佳快速算法的计算量和估计性能是相同的.本文对于这几种参数估计方法的快速算法和估计性能研究具有指导意义.     

Radon-Wigner变换在旋翼回波检测中的应用

悬停直升机的检测主要依靠其大而长的旋翼,文中从直升机旋翼回波的理论模型出发,分析了旋翼回波的时域、频域和时频分布的特性,与一般点目标相比,旋翼回波在频域上进行了扩展而增加了检测难度。根据时频分布特点提出了利用其Radon-Wigner变换对其不同频率的能量进行积累,仿真结果表明,Radon-Wigner变换能够积累旋翼目标回波扩展的频谱能量,提高检测性能。     

离散周期Wigner-Hough变换及其检测性能分析

分析了周期Wigner-Hough变换(PWHT)进行离散化计算时,对线性调频连续波(LFMCW)信号的检测性能.通过推导高斯白噪声中LFMCW信号经离散化PWHT后信噪比处理增益表达式,分析了离散PWHT的弱信号检测性能.通过推导离散PWHT较离散Wigner-Hough变换(WHT)的检测性能优势表达式,比较了离散PWHT与离散WHT算法的检测性能.仿真实验验证了离散PWHT的信噪比处理增益具有准相干积累的效果,PWHT较WHT更优的检测性能.     

基于时频重排-Hough变换的多分量Chirp信号的检测与参数估计

针对BTFD-Hough算法因交叉项形成伪尖峰引起的误检测;而平滑交叉项又造成参数估计精度降低和运行 时间增加的问题,本文提出了对BTFD进行时频重排再结合Hougb变换的多分量Chirp信号检测与参数估计的改进方法, 仿真实验结果表明,该方法不仅有效地检测多分量Chirp信号并估计其参数,还降低了H0ugIl变换时间,同时也改善了抗 噪声性能。     

多相编码雷达信号参数快速估计方法

针对Wigner-Ville分布、Radon-Wigner变换估计多相编码雷达信号参数存在运算量大、估计精度低等问题,本文提出了基于Radon-ambiguity变换和分数阶傅里叶变换(FRFT)联合分析的参数快速估计方法。该方法采用Radon-ambiguity变换估计信号调制斜率,采用分数阶傅里叶变换估计载频、周期等,通过两次一维搜索峰值来估计信号的参数,与Wigner变换、Radon-Wigner变换的二维搜索峰值相比,运算量大大降低,且提高了参数估计精度。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于分数傅里叶变换的OFDM的联合定时和频率同步

In this paper a joint timing and frequency synchronization method based on Fractional Fourier Transform (FrFT) is proposed for Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) system. The combination of two chirp signals with opposite chirp rates are used as the training signal, the received training signal with timing and frequency offset is transformed by FrFT and the two peaks representing two chirps in FrFT domain are detected, then the position coordinates of the two peaks are precisely corrected and substituted into an equation group to calculate timing and frequency offset simultaneously. This method only needs one FrFT calculation to implement synchronization, the computational complexity is equal to that of FFT and less than that of correlation or maximum likelihood calculation of existing methods, and estimation range of frequency offset is large, greater than half the signal bandwidth, while the simulation results show that even at low SNR it can accurately estimate timing and frequency offset and the estimation error is less than that of existing methods.     

基于FRFT的复合chirp信号分析

作为Fourier变换的一种广义形式,分数阶傅里叶变换（FR订）同时融合了信号在时域和频域的信息,是一种新的时频分析方法。而复合线性调频（chirp）信号相对单斜率线性调频信号具有更好的速度分辨力和距离速度联合分辨力。为了分析该信号的特征,提出了一种基于分数阶Fourier变换的分析方法。由于复合chirp信号在FR丌域呈现的冲激特性,以此实现复合chirp信号的检测。实验结果表明．该方法对复合chim信号的检测是有效的。     

复杂噪声背景下的谐波恢复及非线性耦合谐波分析

本文主要在乘性噪声之间相关、乘性和加性噪声之间也相关的复杂噪声背景下,研究谐波恢复及非线性耦合谐波分析,提出噪声互可混的概念,推广了有关非线性耦合谐波分析的结论,用特殊定义的六阶时间平均矩谱切片成功地解决了复杂噪声背景下的谐波恢复问题.仿真实验证明了算法的有效性.     

Radon-Wigner变换法加速目标多普勒回波提取

目标加速运动会使雷达回波多普勒频谱展宽,导致傅里叶频谱分析方法信噪比下降、分辨率降低。为此给出了基于Radon-Wigner变换(RWT)的加速目标脉冲多普勒回波提取方法。论述了加速机动目标的脉冲多普勒雷达回波模型和傅里叶变换频谱分析方法,给出了基于RWT的雷达多普勒二次相位信号提取方法。对傅里叶变换和RWT方法进行了仿真比较,表明RWT具有较强的输出信噪比和速度加速度分辨能力。     

Interference mitigating based on FRactional Fourier Transform in Transform Domain Communication System

The method of FRactional Fourier Transform （FRFT） is introduced to Transform Domain Communication System （TDCS） for signal transforming in the paper after theoretical analysis. The method yields optimal Basis Function （BF） by FRFT with optimal transform angle. The TDCS using the proposed method has wider usable spectrum, stronger robustness and better ability of anti non-stationary jamming than using usual methods, such as Fourier Transform （FT）, Auto Regressive （AR）, Wavelet Transform （WT）, etc. The main simulation results are as follows. First, the Bit Error Rate （BER） Pb is close to theoretical bound of no jamming no matter in single tone or in linear chirp interference. Second, the interference-to-signal ratio J/E is at least 12dB more than that of Direct Spread Spectrum System （DSSS） under the same BER if the spectrum hopping-to-signal ratio is 1：20 in chirp plus hopping interfering. Third, the Eb/N0 （when estimation difference is 90% between transmitter and receiver） is about 3.5dB or about 0.5dB （when estimation difference is 10% between transmitter and receiver） more than that of theoretical result when no estimation difference under Pb = 10^-2.     

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。     

基于FRFT的时变幅度Chirp信号的参数估计

分析了时变幅度线性调频信号参数估计的一般方法，提出了将分数阶傅里叶变换用于时变幅度线性调频信号的参数估计，并对相关问题进行了较为深入的研究。研究了时变幅度线性调频信号初始相位，初始角频率、调频率及幅度信息提取与估计的方法，并以幅度随高斯函数而变化以及幅度随机变化的线性调频信号为对象对参数估计性能（参数估计的均方误差）作了传真分析。     

浅析冲激信号与在奇异点处不连续信号的乘积

众所周知,当x（t）在t0处连续时x（t）δ（t-t0）=x（t0）δ（t-t0）,本文考察当x（t）在t0处不连续时处理x（t）δ（t-t0）的一种方式,即利用频域卷积定理求其频谱,结果是x（t）δ（t-t01）=1／2[x（t0）＋x（t0）δ（t-t0）。因为该式涉及广义函数的乘积,为了避免不一致和误解,本文只把它看作是其频域形式的时域简记,并且该式在应用时只在中间过程出现,最后结果中不会保留。本文把这个关系及其对偶形式用来方便地获得两个问题的解答：一是对连续时间信号采样时,信号在采样点处不连续如何处理;二是对信号通过理想频选滤波器,信号频谱在滤波器通带边缘存在冲激时如何确定输出。     

基于积分二次相位函数和分数阶Fourier变换的多分量LFM信号参数估计

针对高斯白噪声中多分量线性调频信号参数估计问题,提出了一种基于积分二次相位函数（IQPF）和分数阶Fourier变换的新方法。分析了IQPF估计线性调频信号调频率的原理,指出IQPF有压制弱信号的缺点。为解决强度相差较大的多分量线性调频信号中弱分量信号的参数估计问题,提出利用分数阶Fourier变换域的信号分离技术,逐次估计强信号分量的参数并将其消去,来提高多分量信号参数估计的可靠性。最后通过计算机仿真,验证了该方法的有效性。这种方法与Radon-Winger变换法、Radon-Ambiguity变换法和单纯的分数阶Fourier变换法相比,极大的简化了计算。因此,该方法非常适合于多分量LFM信号的快速参数估计。      

“信号处理”课程中三种信号分析方法的比较

“信号处理”课程教学改革的一个方向是在讲授本科生“信号系统”和“数学信号处理”课程的传统内容的过程中能充分体现时代信息。本文通过对一个典型非平稳信号应用傅里叶变换、小波变换和希尔伯特黄变换三种方法进行频谱分析的比较,说明了三种方法各自的特点及使用局限性,体现了经典理论与最新技术引入之间的相互融合,达到了良好的教学效果。