基于分数阶傅立叶变换的LFMCW信号检测

本文研究了对称三角线性调频连续波（STLFMCW）信号在分数阶傅立叶变换（FRFT）域的分布特征,并在此基础上分析了该信号在FRFT循环域（CFRFD）的分布特征,提出了FRFT循环处理方法（CFRFT）,该方法实现了信号在CFRFD的能量有效积累。通过仿真实验验证了低信噪比条件下,CFRFT对STLFMCW信号的检测能力及有效性。     

STFT和Zoom-FRFT联合的多分量LFM信号参数估计方法

针对传统基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的多分量线性调频信号(MLFM)参数估计方法中计算量大,估计精度低等问题,提出了一种短时傅里叶变换(STFT)和Zoom-FRFT联合的参数估计方法.首先,利用STFT得到MLFM信号的短时傅里叶域频谱图,对其进行直线检测得到各个分量参数的粗略估计.然后,利用LFM信号在FRFT域的频谱分布特征和STFT窗函数的主瓣带宽,计算得到待估计信号在FRFT域变换阶次和频谱的分析范围;最后,在Zoom-FRFT域采用优选法对各个分量进行精估计,得到精确的变换阶次和峰值位置.仿真结果表明,该方法可以有效地对MLFM信号进行参数估计,可以根据实际需要灵活选择窗函数的宽度和细化倍数,与传统方法相比,提高参数估计精度的同时大大减小了计算量.     

基于分数傅里叶变换的信号检测方法

作为Fourier变换的一种广义形式,分数阶傅里叶变换(FRFT)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。研究了FRFT计算分解方法,由于线性调频(LFM)信号在FRFT域呈现的冲激特性,以此实现LFM信号的检测。实验结果表明,该方法对LFM信号的检测是有效的。     

基于FRFT_LFM信道探测的TDCS系统衰落信道抑制技术

利用分数傅里叶变换(FRFT)对线性调频信号(LFM)检测的优势,提出一种基于FRFT_LFM的变换域通信系统(TDCS)衰落信道探测技术;该技术利用FRFT算法对预先发射的LFM信号进行检测,以估计信道的衰落特征,并采用预均衡的方法对TDCS系统基函数幅度谱函数进行预修正,以提高TDCS系统对信道衰落特性的抑制能力.理论分析和仿真结果证明,FRFT_LFM技术可有效探测信道的衰落特性,基于预均衡的TDCS系统的信道衰落特征抑制性能明显提升.     

一种基于线性正则变换域功率谱的信号检测方法

本文通过信号利用线性正则变换域功率谱,进行了参数估计和信号检测.作者首先分析了随机信号通过LCT域滤波器的统计特性,得到了输入输出随机信号的均值关系,输入、输出随机信号之间相关函数之间的关系,同时,定义了线性正则变换域功率谱,进一步研究了在线性正则变换域中,输入输出信号的相关函数与功率谱之间的关系,并且利用信号在线性正则变换域中的功率谱对单分量chirp信号进行了参数估计,理论和仿真结果均表明该方法优于基于FRFT域功率谱的参数估计方法.     

干涉型分数傅里叶变换计算全息及其数字再现

根据Lohmann I型分数傅里叶变换(FRFT)光学单元,在FRFT数值算法的基础上获得了物光波在FRFT域的离散复振幅分布,以干涉型计算全息编码方法制作出了分数傅里叶变换计算全息图(CGH),并在计算机中进行了数字再现。仿真实验结果表明:干涉型CGH能记录下物光波的振幅和相位的完整信息,输入平面上的物光波经过任意阶次FRFT后,按照干涉型CGH编码方式产生的全息图能够通过相应阶次的逆FRFT实现再现。     

基于分数阶傅里叶变换和循环谱的雷达信号调制方式识别

针对低信噪比条件下雷达信号脉内调制方式识别算法识别率低的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)和循环谱的雷达信号识别方法。通过分数阶傅里叶变换搜索出最大峰值对应的分数阶,把信号粗分为非调频信号和调频信号2大类。对于非调频信号,利用信号的谱峰特征和频谱复杂度以及循环谱特征,对二频编码信号、常规雷达信号、二相编码信号和四相编码信号进行分类识别;对于调频信号,利用自相关得到功率谱特征实现线性调频信号与非线性调频信号的细分类。经实验验证,本文提出的方法在信噪比大于2 dB时,总体识别率达到90%以上。     

基于FRFT与盲分离的扩频通信网络跳频信号时差估计

针对扩频通信网络跳频信号时差估计结果误差过高,导致信号定位追踪能力下降,多领域内信号传播停滞的问题,为增强扩频通信网络跳频信号的传播效率,提高辐射源跟踪和定位系统的信号探测能力,提出基于分数阶傅立叶变换(FRFT:Fractional Fourier Transform)与盲分离的扩频通信网络跳频信号时差估计算法的方法。采用盲分离方法获取满足跳频信号时差估计条件的两条信道,即平坦衰落信道和频率选择性衰落信道,利用FRFT估计两条信道特征,分别将平坦衰落信道特征和频率选择性衰落信道特征与最大似然块检测算法结合,实现扩频通信网络跳频信号的时差估计。实验结果表明,该方法无论是在正常环境中,还是在噪声干扰环境中,其均方根误差均处于较低水平、估计成功率均处于较高水平。     

基于Radon-Ambiguity变换和分数阶傅里叶变换的chirp信号检测及多参数估计

研究噪声环境中chirp信号的检测以及多参数估计问题．分析和比较了Radon-Wigner变换(RWT)法、Radon-Ambiguity变换(RAT)法和分数阶傅里叶变换(FRFT)扫描法的优缺点．提出了一种基于RAT和FRFT的新算法，并提出了幅度估计的一种适合于计算的表达式．最后通过计算机仿真验证了该方法的有效性．这种方法与RWT法和FRFT扫描法相比，将chirp信号的检测问题变为一维搜索问题，简化了计算，与单纯的RAT法相比，有效地解决了chitp信号的初始频率和幅度的估计问题．因此，适合于对chirp信号多参数联合估计．     

基于共轭FRFT模函数对消的运动目标检测

分析了回波信号以及其共轭信号的FRFT幅值特性,并利用此特性提出了一种基于共轭FRFT模函数对消的海面运动目标检测方法。该方法利用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。利用两者FRFT模函数之差对消部分杂波,在保证信号能量基本不被削弱的前提下达到抑制杂波、提高检测概率的目的。高斯噪声与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。     

FRFT域内的海杂波多重分形特性与目标检测

如何从海杂波中检测小目标是雷达信号处理研究中的一个热点问题.海杂波具有多重分形特性,利用海杂波和目标回波分形特性的不同进行区分:海杂波的复杂性决定了其分形维值一般较大,而海面目标由于表面规则平滑而分形维值较小.实际检测小目标时,海杂波较强,需要对其进行抑制,提高信杂比.分数阶傅里叶变换(Fractional fourier transform,FRFT)是一种提高信杂比(Signal to clutter ratio,SCR)的良好方法:动目标经过FRFT后,在最佳变换域可形成峰值,而海杂波难以积累出有效峰值.结合这些特性,本文提出了在FRFT域内多重分形特性联合检测小目标的方法.在多重分形基础上,比较了时域和FRFT域分形维轨迹,证明了FRFT能有效聚集目标单元能量,加大了纯海杂波与目标的差异.将FRFT域多重分形维和截距联合起来作为检测小目标的二维判决空间,用实测数据证明了海杂波和小目标在判决空间存在明显的差异性,验证了本文所提方法有效地提高了海杂波中小目标检测的能力.     

分数阶傅立叶变换的若干问题

傅立叶变换所处理的是频率不随时间变化的平稳信号，因而在时频平面时间轴与频率轴相互垂直，即傅立叶变换是从时间域旋转π／2到频率域。分数阶傅立叶变换（FRFT：Fractional Fouricer Transformns）是傅立叶变换的广义形式，它揭示信号从时间域到频率域变化过程信号所呈现的特征，即从时间域和频率域同时表示信号旋转π／2的分数倍时的信号特征。阐明了分数阶傅立叶变换的由来、两种定义形式及主要性质；推导了分数阶傅立叶变换和瑞敦－魏格纳（RadonWigner）变换的关系；分析了分数阶傅立叶变换的光学实现系统的组成和原理；比较了现有的计算分数阶傅立叶变换的方法，最后介绍了分数阶傅立叶域的滤波问题。     

基于改进FRFT的多相码信号检测与参数估计

针对低信噪比下多相码信号的检测与参数估计问题,提出了基于扩展分数阶傅里叶变换(EFRFT)的多相码检测与参数估计方法。该方法根据多相码信号多条时频脊线平行的特点,通过改进分数阶傅里叶变换(FRFT)的核函数,积累了各脊线的能量,从而完成了多相码信号的检测与参数估计。仿真实验证实该方法在低信噪比条件下可以有效检测多相码信号,同时也可以准确估计信号的调制参数。     

基于噪声估计的FRFT-TDCS门限设计方法

针对FRFT-TDCS采用传统门限设置方法时难以有效剔除多分量LFM干扰的问题,提出了基于噪声估计的FRFT-TDCS门限设计方法。该方法在分析FRFT域内LFM干扰信号和噪声频谱分布特征的基础上,通过干扰信号在FRFT域内能量聚焦的位置和展宽,计算得到"干净"频谱的子载波集合,并根据高斯白噪声幅度的统计特性以及系统性能要求自适应确定门限值。仿真结果表明,对于单分量LFM干扰信号,采用该方法在λ2.6时,均可以剔除干扰信号频谱;对于多分量LFM干扰信号,采用该方法在3λ2.2时,能够最大限度地剔除干扰信号频谱,保留"干净"频谱。相比传统的硬门限设置方法,该方法在多分量LFM干扰信号条件下的剔除效果具有明显优势,可以达到更好的系统误比特率性能。     

二阶循环统计量在机械故障诊断中的应用

基于循环统计理论，对循环平稳信号进行处理，主要研究了信号的二阶循环统计特性，即循环自相关函数和循环谱密度，指出循环自相关函数不为零的循环频率对应着信号中的某些故障，并可以对调幅信号进行解调。通过循环频率扫描方法提取的调制源分布在循环频率域的低频段，其结果可用循环频率-频率-循环谱密度的三维图表示。用仿真信号对该方法进行验证，并应用于滚动轴承的内、外圈及滚动体的故障诊断，可以有效地分离出所对应的故障特征频率。     

应用循环自相关函数诊断齿轮故障

本文讨论机械信号的循环平稳特性，指出这种循环平稳性主要表现为二阶．推导了二阶循环统计量——循环自相关函数的解调方法，该方法通过搜索循环频率而将调制源分离在循环域的低频段，并且调幅和调频信号有不同的解调结果．应用于齿轮诊断，有效地提取出裂纹和断齿故障的特征．研究表明：将机械信号视为循环平稳信号，可以获得统计量的变化信息，这种信息在机械监测和诊断中可以充分利用．     

近红外光谱变分推断标定自适应方法研究

在近红外光谱分析中,已有的标定迁移方法多基于标准样本和无参数归纳模型,普遍存在模型生存周期短、适用范围小等问题.针对此问题,提出了一种参数化对齐源域(主仪器)和目标域(从仪器)特征分布的变分推断标定自适应(variational inference calibration adaptation, VICA)方法.VICA对源域数据进行主成分分析,建立源域特征的变分回归模型.在预测时,VICA首先将目标域数据投影到源域特征子空间中,然后建立源域特征和目标域特征的分布差异函数,通过最小化该函数得到目标域的概率密度模型,实现模型迁移.实验对比表明,VICA比现有的大多数标定迁移方法的标定效果更好.     

一种基于分数阶傅里叶变换域加权MUSIC算法的移动单站多目标无源定位方法

针对多个线性调频信号目标源存在的情况,通过分析接收信号的多普勒频移,建立移动单站上天线阵列对多分量线性调频（LFM）信号的接收模型,提出基于分数阶傅里叶变换（FRFT）域加权MUSIC算法的无源定位方法,实现了低信噪比下多目标的信号检测与方位估计.仿真结果表明,该算法可以分辨多个频率及空间相近的目标源,且精度很高.     

分数阶傅里叶变换数值计算中的量纲归一化

针对分数阶傅里叶变换(FRFT)快速算法中所要求的量纲归一化与实际工程计算脱节的问题,对量纲归一化进行了研究,提出了离散尺度变换和数据补零/截取2种实用的量纲归一化方法,研究了2种方法对chirp信号参数估计的影响,导出了采用离散尺度化方法时,归一化前后的chirp信号参数的变换关系.通过仿真实例说明FRFT快速算法能够应用于实际工程计算.     

经验模式分解后海杂波的分形特性

针对实测海杂波数据信号进行分析,判定海杂波信号具有多重分形的特性.鉴于海杂波是一种非线性非平稳性的雷达回波信号,充分发挥经验模式分解(EMD)的优势,并结合多重分形的特性,提出一种新的海杂波背景下的目标检测方法.首先,使用EMD方法将海杂波信号分解为若干个固有模态函数分量(IMF);然后,利用多重分形趋势起伏分析法(MF-DFA)求主IMF分量的广义Hurst指数;最后,通过实测的海杂波数据进行训练和测试.研究结果表明,该方法可有效实现海杂波下的目标探测,且性能优于经典时域和分数阶傅里叶变换(FRFT)域下的广义Hurst指数的目标检测方法.