分量载频差极小时频信号的超分辨率分析方法

针对多个调制形式完全相同且分量间载频差极小的时频信号,提出了一种超分辨率分析信号的模型和方法。首先,以各分量的幅度和相位为状态变量,信号的时域观测和基于相同调制形式而构建的瞬时频率斜率为测量方程,为分量间载频差极小的时频信号构建多观测的状态空间模型。然后,为了估计模型需要的分量数目,利用匹配解调变换将原信号解调为近似平稳的窄带信号,再使用稀疏迭代自适应协方差估计该窄带信号在时间窗内的协方差,基于这一估计协方差并利用判别函数法估计该窗内的分量数目。最后,以多个滑动时间窗内估计结果的众数作为信号分量数目,就可基于提出的模型以及数据融合滤波算法对时频信号进行超分辨率分析。仿真结果表明,所提方法的性能优于其他方法。     

基于空时频分析的多分量跳频信号DOA估计

提出了一种基于空时频分析的多跳频信号波达方向(direction of arrival, DOA)估计方法。该方法能够在欠定条件下(传感器数目小于信号数目)实现多个信号的测向。首先将信号的短时傅里叶变换(short time Fourier transform, STFT)与平滑伪魏格纳-威利分布(smoothed pseudo Wigner-Ville distribution, SPWVD)组合,利用STFT的无交叉项和SPWVD的时频聚焦性性能,得到了一种切实可行、时频图清晰稳健的分布;然后在时频域提取有效跳(hop),并建立该hop的空时频矩阵,最后分别运用线性空时频、二次空时频和root-MUSIC共三种方法估计每hop信号的DOA。仿真结果验证了方法的有效性。     

改进时频脊线的跳频参数盲估计算法

为解决基于时频脊线的跳频参数估计算法在信噪比低于-5 dB时估计误差较大且存在定频干扰时方法失效的问题,提出了该算法的改进算法。在短时傅里叶变换(short time Fourier transform, STFT)的基础上,利用迭代去噪法对原时频图进行去噪处理,根据跳频信号与定频干扰驻留时间的不同,采用k-means算法对其进行聚类,消除定频干扰并提取其时频脊线,利用Haar小波对提取到的时频脊线进行奇异点检测,并估计出跳频信号的跳频周期、起跳时间和跳频频率。仿真结果表明,所提算法在信噪比低于-5 dB且存在较强定频干扰的情况下,仍能对跳频参数进行正确估计,且优于原有算法。     

基于方向性S变换的多分量FM信号瞬时频率估计

针对复杂多分量调频信号的瞬时频率估计问题,提出一种基于方向性S变换的瞬时频率估计方法。首先,在S变换中引入变趋势窗,有效改善了高频区的频率分辨率;其次,提出了方向性S变换,该变换在引入方向性参数的基础上,利用最大化准则实现了复杂调频信号的时频方向匹配;最后,由于传统时频脊线及相应的均方根误差准则无法适用于多分量信号瞬时频率估计的性能评估,提出一种基于支撑域的置信度准则。仿真实验通过线性与非线性的多分量混合调频信号证明了该方法的有效性。     

基于多分辨率动态模态分解的电磁信号时频-能量分析

针对电磁信号时-频-空间-能量分析不兼容的问题, 提出一种基于分解时空域电磁辐射信号的数据驱动方法来分析复杂电磁环境。首先, 使用多分辨率动态模态分解方法将复杂电磁信号以不同的分辨率分离为不同时空尺度的模态分量。然后,利用时频分布对各模态瞬时频率和能量特征进行采集。这种动态的分解分析方式能快速侦测电路和电子系统的多方面电磁环境状态, 具有不需要先验数据训练, 不受时频分辨率限制, 可以实时分析和降低数据维数等优点,且提取的动态模式及其频谱分别在空间域和时域具有明确的物理意义。仿真实验显示, 重组信号和原信号的平均误差在-18 dB以下, 证明了所提方法的可行性和优势。     

一种改进的复值信号独立分量分析算法

独立分量分析方法无需完整的系统先验知识,可用于多天线移动通信系统多用户盲接收机.为了改善收敛速度,采用修正的具有三阶收敛速度的牛顿迭代法的近似公式,提出了一种改进的复FastICA算法.并将该算法应用于多输入多输出系统中进行仿真,结果表明新算法在与传统的复FastICA算法分离效果相当的情况下,迭代次数减少了16.5%,加快了收敛速度.     

基于数字图像处理的信号时频分布精度改善方法

提出了利用数字图像处理技术对信号时频表示结果进行处理的方法。该方法通过时频平面的平滑滤波、阈值处理与时频分布脊线提取等算法,能够在抑制噪声的同时,得到具有高度聚集性的时频分布。相对于信号的模糊域处理和计算核选择方法,该方法不需要关于信号的先验知识,其结论可以为多信号环境中信号区分、描述与参数识别提供依据,同时可以应用于宽带信号的到达角估计。相应的仿真结果验证了该方法的有效性。     

应用自适应时频分布的瞬时频率估计

估计信号的瞬时频率常用解析信号的相位差分或Cohen类时频分布的时间一阶条件矩 ,但这些方法在信噪比较低时存在较大的方差。提出了一种新的瞬时频率估计方法 ,它把被分析的信号自适应地扩展到一组有限的 ,具有较好的时频局部化特征的基函数集上 ,用相应的自适应时频分布的谱峰检测来估计信号瞬时频率。仿真结果表明 ,该方法具有较好的抗噪声能力 ,且能够灵活地应用于估计多分量信号的瞬时频率 ,可以取得比其它方法更好的效果。     

基于信号时频表示的宽带源波达方向估计

提出一种时频域宽带源波达方向(DOA：Direction of Arrival)估计算法。该算法通过计算参考阵元和其它阵元的互Wigner-Ville分布，构造出一种新的时频域数据向量模型，并利用Chirp信号的局部窄带特性，在信号的主要能量聚集区选择时频点构造时频相关矩阵代替传统的阵列相关矩阵，进行特征分解实现信号的DOA估计。该方法同时在空域和时频域进行处理，充分利用了时频分布的能量聚集性，不但实现了非平稳信号时频域的分离，还有效地提高了信噪比，增强了算法对噪声的稳健性。仿真结果验证了新方法的有效性。     

一种新的平行多分量LFM信号的参数估计方法

基于Hilbert-Huang变换(HHT)能分解出信号的任何频率成份和线性调频(LFM)信号的瞬时频率是关于时间的直线的特性,对频率相近的平行多分量LFM信号进行HHT变换,再利用滤波和改进的最小二乘直线拟合,最后得到各分量较为准确的瞬时参数估计.该方法不需要改变HHT算法本身,而是利用滤波方法和进一步的最小二乘直线拟合抑制了HHT固有的边界效应对瞬时参数估计的影响,提高了频率提取的准确性,而且更容易实现.仿真结果表明该方法能成功地解决小波脊方法所不能解决的频率相距很近的平行多分量LFM信号的频率分离和参数估计问题.     

基于时频重排多分量辐射源信号分析研究

针对常规时频方法用于多分量信号分析的不足,基于时频重排方法克服多分量信号交叉项干扰和时频聚集性之间的矛盾且具有较好抗噪声性能的特点,在对时频重排原理进行综述的基础上,将其用于对多分量辐射源信号进行时频分析,并与其它方法进行了比较。仿真实验表明,时频重排方法不仅提高了时频聚集性,有效抑制了多分量的交叉项干扰,具有较好的抗噪声性能。     

基于时频方差聚类的FH信号参数盲估计

为解决复杂电磁环境下跳频(frequency hopping, FH)参数的盲估计问题,提出了基于时频方差聚类的算法。考虑在低信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)和定频干扰同时存在的情况下,通过短时傅里叶变换(short time Fourier transform, STFT)将信号变换到时频域,利用遗传算法对信号的时频区间进行提取,根据时频方差对其进行k-means聚类,消除噪声和定频干扰并提取时频脊线,然后运用Haar小波对该时频脊线进行奇异点检测,进而估计出FH信号的FH周期、跳速和FH频率等参数。仿真结果表明,所提算法在SNR低于-5 dB且存在定频干扰的情况下,能够实现对FH参数的精确估计,参数估计正确概率达到90%以上。     

一种适用于数字调制信号的载波频率估计方法

针对未知调制类型情况下数字调制信号的载波频率估计问题,提出了一种适用于数字调制信号的载波频率估计方法。该方法利用信号的瞬时频率来估计载波频率,并通过定位非微弱信号段和中值滤波有效地抑制了噪声和调制引起的瞬时频率的波动和冲激,来提高估计精度。论述了该方法的基本原理,列出了详细的计算步骤,并给出了仿真结果。仿真结果表明,该方法在信噪比较高的情况下(≥5dB),对于各种数字调制信号,其载波频率估计精度均可接受,适合于工程的实际应用。     

多LFM信号自适应时频表示方法

提出了一种多线性调频信号自适应时频表示方法及其快速算法:首先采用分数阶傅里叶变换的快速算法计算出模糊函数,再通过Radon-Ambiguity变换设计出信号的最优核函数,以滤除噪声和多线性调频信号在模糊域中的互项,最后通过二维傅里叶变换得到信号的时频表示。在多分量线性调频信号情况下借助"clean"的思想来抑制强分量对弱分量的干扰。仿真表明该方法在低信噪比环境下也十分有效,且运算复杂度小。     

一种宽范围的最大似然载波频率同步算法

针对通信接收中的载波频率同步问题,提出一种改进的载波频差估计算法。分析了在常用的基于最大似然准则的频差估计方法中,估计范围受限的原因,针对性地提出了改进方法,利用一个基于频差粗估计的频率搬移方法扩展了估计范围,同时保持了L&R算法的估计精度优势。给出了改进算法的实现步骤,通过仿真实验证明了算法的有效性。     

基于双线性间断调频信号的运动参数估计方法

为了解决线性调频雷达存在的距离速度耦合问题,设计了一种采用线性频率调制和频率跳变技术的双线性间断调频脉冲信号。建立了大占空比双线性间断调频脉冲信号的回波模型。分析了高速运动对stretch处理后回波信号相位的影响,给出了一种基于时域互相关、FFT运算和运动补偿技术的运动参数估计的具体步骤。最后通过仿真验证了双线性间断调频脉冲雷达信号的可行性和运动参数估计方法的有效性。     

短序列条件下快速频率估计性能分析

对短序列条件下的三种快速频率估计算法性能进行了讨论。首先分别叙述了三种快速频率估计算法的机理,随后进一步给出了频率估计的Cramer-Rao下界、计算机仿真结果、实测数据计算结果以及估计精度和计算量分析。并同其它频率估计算法的性能进行了比较,指出了存在信噪比门限的原因。所得结论对工程人员选择算法具有参考价值。     

具有三维转动目标的ISAR成像新方法

传统的逆合成孔径雷达(inversesyntheticapertureradar,ISAR)距离 多普勒成像算法基于目标平稳飞行假设。当目标作机动飞行时,转速和转轴经常是时变的,采用传统方法成像会使图像模糊,甚至无法辨识。为此需要分距离单元进行时频分析,得到距离 瞬时多普勒图像。采用重排后的平滑伪Wigner Ville分布(smoothedpseudoWigner Villedistribution,SPWVD),既克服了WVD交叉项严重,不能正确成像的缺点,又克服了SPWVD降低时频集聚性,不能准确定位的缺点。仿真结果表明,该方法对机动目标能得到高质量的雷达图像。