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。     

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WHT的多分量LFM参数估计与分离

强度相当的多分量LFM信号在Wigner-hough(WHT)平面上呈现出多个尖峰值,各尖峰值对应各分量在时频平面上频率轴上的初始频率和调频斜率。提出了一种基于WHT的多分量LFM信号的参数估计与信号分离算法。该算法结合解线调和窄带滤波器分离和估计各分量的参数的算法,可以一次提取多个尖峰值。仿真结果证明,此方法可有效地对多分量IJM信号进行精确的参数估计与分离且不出现虚假信息。     

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。     

基于原子范数的多跳频信号时频参数估计

针对现有多跳频信号参数估计方法构造的基字典与信号不匹配的问题,提出了基于原子范数的时频参数估计方法。首先定义无限原子集合并建立原子范数最小化模型,再利用其对偶问题完成对信号的估计,最后根据对偶多项式在单位圆上的绝对值完成信号频率的估计,通过统计频率分量的个数完成了信号跳变时刻的估计。仿真结果表明该算法在多跳频信号条件下能够得到比现有算法更高的估计精度和性能。     

基于L Wigner分布的多径ESM信号估计

针对电子支援测量(electronic support measurement, ESM)信号存在多径干扰,从而影响信号特征提取以及雷达辐射源识别的问题,提出了一种基于L Wigner分布的多径信号估计方法。首先分析了多径ESM信号模型和时频域匹配滤波算法,接着研究了L Wigner分布对于多分量高阶频率调制信号的分辨性能,根据自身项和交叉项的不同特点,提出采用L Wigner分布对多径信号进行估计。该方法计算简单,保证了估计结果具有较高的分辨性能。仿真实验结果证明了方法的正确性和有效性。     

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.     

一种基于Hilbert-Huang变换和AR模型的滚动轴承故障诊断方法

提出了一种基于Hilbert-Huang变换和AR模型的滚动轴承故障诊断方法.采用Hilbert-Huang变换将滚动轴承振动信号分解成若干个平稳的IMF(IntrinsicModeFunction)分量,求出每一个IMF分量的瞬时幅值和瞬时频率,然后对每一个IMF分量的瞬时幅值和瞬时频率序列建立AR模型,以模型主要的自回归参数和残差的方差作为特征向量建立Mahalanobis距离判别函数,进一步判断滚动轴承的工作状态和故障类型.实验结果分析表明,本文方法能有效地应用于滚动轴承的故障诊断.     

基于离散正弦调频变换的多分量正弦调频信号参数估计方法

作为一种非平稳时频信号,正弦调频(sinusoid frequency modulation, SFM)信号在雷达和无线通信领域得到广泛应用。为了解决常规时频分析方法无法有效估计多分量SFM信号参数的问题,提出离散正弦调频变换(discrete sinusoidal frequency modulation transform, DSFMT)。利用SFM信号在DSFMT域的聚敛特征,提出基于DSFMT的多分量SFM信号参数估计方法。给出多分量SFM信号和DSFMT变换的数学模型,论证了多分量SFM信号在DSFMT域聚敛特征的差异,仿真分析基于DSFMT的多分量SFM信号参数估计方法的技术性能。理论分析和实验结果表明：多分量SFM信号在DSFMT域有明显的聚敛特征差异,基于DSFMT的多分量SFM信号参数估计方法可有效估计多个SFM信号幅度和调制指数。     

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。     

Signal Processing of the Area-Target for a Short-Range Radar

1.INTanDUCTIoNThetargetsofshort-rangeradarmaybeclassffiedastargetsinair,ongroundorunderground.Nomatterwhatkindoftargets,theirradarreflectioncharacteristicsandradarcrosssectionarerelatedtothewavelengthofthetransndttedsignals.Thesurfaceofatargetmaybethoughtofasrandomcombinationofincoherentscatteringpoilltsforthelargeratiotargetmodel[1]withanyrelativerouglmess,thatistosaywhenthephysicaldimensionorsurfaCe'sroughdeviationofatargetisfarlargerthanthewavelengthofthetransmittedsignal,thevolumeorare…     

Multi-component LFM signal detection and parameter estimation based on Radon-HHT

A new method is proposed to analyze multi-component linear frequency modulated （LFM） signals, which eliminates cross terms in conventional Wigner-Ville distribution （WVD）. The approach is based on Radon transform and Hilbert-Huang transform （HHT）, which is a recently developed method adaptive to non-linear and non-stationary signals. The complicated signal is decomposed into several intrinsic mode functions （IMF） by the empirical mode decomposition （EMD）, which makes the consequent instantaneous frequency meaningful. After the instantaneous frequency and Hilbert spectrum are computed, multi-component LFM signals detection and parameter estimation are obtained using Radon transform on the Hilbert spectrum plane. The simulation results show its feasibility and effectiveness.     

基于改进Dijkstra算法与时频域滤波的雷达目标识别

针对弹道中段雷达目标回波的微多普勒特征提取精准度不高导致目标识别率低的问题, 提出一种基于改进Dijkstra算法与时频域滤波相结合的雷达目标分类识别方法。该方法首先采取改进Dijkstra算法提取多分量回波信号中最强分量的瞬时多普勒特征, 然后利用时频域滤波方法滤除最强分量, 依次提取多分量信号的瞬时多普勒特征, 并将该特征应用于弹道中段雷达目标识别。仿真结果表明, 该方法适用于多种微动形式, 提取回波信号的微多普勒特征的精度更高, 对于弹道中段雷达目标平均识别率较高。     

多分量雷达辐射源信号检测新方法

针对现有方法难以有效检测多分量雷达辐射源信号(multi-component emitter signal,MCES)的问题,提出一种SHE(S-metbod,Hough-transform and elimination-method)检测新方法。该方法引入S-method计算信号的时频分布,采用Hough变换检测调频斜率,通过提出的时频面消除法实现信号分量的逐次提取和参数检测。SHE方法计算复杂度低,容噪能力强,易实现在线检测。仿真实验结果表明:SHE方法能准确检测MCES中各信号分量起止时间和瞬时频率,不易受交叉项干扰,脉宽检测精度大于98.030%,带宽检测精度大于96.430%,信噪比降低到-5dB时仍然保持高检测精度。     

基于自适应LPFT的非平稳信号到达角估计

对非平稳阵列信号处理来说,通过时频分析预处理可以提高对不同信源到达角(direction of arrival, DOA)的分辨能力和估计精度。本文以提高在多信号分量环境下时频表示的能量聚集性为目标,提出一种自适应的局部多项式傅里叶变换(local polynomial Fourier transform, LPFT)方法,通过对信号瞬时频率曲线进行多项式拟合,确定LPFT的窗函数长度及各阶系数,以较小的计算量实现自适应时频分析。在此基础上,提出一种基于自适应LPFT的多信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法。仿真结果表明,与其他时频MUSIC算法相比,该方法对信号形式的适应能力强,在DOA估计精度、多信源角度分辨能力方面具有一定优势。     

New method of time-frequency representation for ISAR imaging of ship targets

Inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging of ship targets is very important in the national defense. For the high maneuverability of ship targets, the Doppler frequency shift of the received signal is time-varying, which will degrade the ISAR image quality for the traditional range-Doppler (RD) algorithm. In this paper, the received signal in a range bin is characterized as the multi-component polynomial phase signal (PPS) after the motion compensation, and a new approach of time-frequency representation, generalized polynomial Wigner-Ville distribution (GPWVD), is proposed for the azimuth focusing. The GPWVD is based on the exponential matched-phase (EMP) principle. Compared with the conventional polynomial Wigner-Ville distribution (PWVD), the EMP principle transfers the non-integer lag coefficients of the PWVD to the position of the exponential of the signal, and the interpolation can be avoided completely. For the GPWVD, the cross-terms between multi-component signals can be reduced by decomposing the GPWVD into the convolution of Wigner-Ville distribution (WVD) and the spectrum of phase adjust functions. The GPWVD is used in the ISAR imaging of ship targets, and the high quality instantaneous ISAR images can be obtained. Simulation results and measurement data demonstrate the effectiveness of the proposed new method.     

瞬时频率的一种估计方法

为了得到在物理上有意义的瞬时频率 ,必须把基于信号全局性的限制条件修改为局部的限制条件 ,并且把这些条件转换成物理上可实现的步骤。首先讨论了用希尔伯特变换定义的瞬时频率的定义 ,然后介绍了一种新的瞬时频率估计方法。该方法利用局域波分解方法 ,把复杂的信号分解成有限个基本模式分量 ,从而使由希尔伯特变换定义的瞬时频率具有实际物理意义。由于该方法是基于信号局部特征的 ,因此适用于非线性、非平稳信号的处理。最后指出了这一方法研究的有关问题。     

基于分数阶傅立叶变换的自适应时频表示

提出采用高斯函数的分数阶傅立叶变换作为基函数的自适应信号扩展方法,并给出了相应的时频分布,该分布具有较高的时频分辨率,没有窗效应,无交叉项干扰。分数阶傅立叶变换使基函数的时频分布旋转了α角度,结合尺度,时移和频移,为基函数匹配信号提供了更大的灵活性。仿真结果表明,该方法可以更加准确地描述信号的时频特征。     

基于瞬时测频的PCM/FM信号解调方法研究

根据瞬时测频理论，提出了一种新的PCM／FM遥测信号解调方法。首先通过瞬时测频方法，估计信号中的多普勒频移，不但修正了信号中存在的多普勒频偏，而且提高了码同步的精度。然后根据PCM／FM信号相邻码同步点间的对应关系，实现了信号的解调。详细介绍了此种解调方法的基本原理及实现过程，分析了影响瞬时测频精度的因素以及多普勒频率对解调性能的影响，提出了提高瞬时测频精度和解调性能的方法。计算机仿真结果表明，该方法解调性能优越，抗干扰能力强，便于软件编程及DSP器件实现，具有一定的应用价值。