用希尔伯特变换构造解析信号进行时频分析

回顾了信号希尔伯特变换的数字定义和解析信号的构造方法。讨论了用信号希尔伯特变换和解析信号进行信号时频分析 -求信号瞬时频率的基本原理。给出了计算实例。     

基于空间时频分布矩阵的到达角估计

介绍了基于窄带信号模型的传统空间时频分布矩阵估计到达角 (DOA)的算法。在此基础上将该算法推广到对雷达信号的DOA估计 ,并给出了算法的适用条件。通过对阵元输出作时频分析 ,获取信号的瞬时频率特性 ,以此构造方向向量 ,并在时频脊点上构造空间时频分布矩阵 ,求得MUSIC空间谱 ,从而实现对DOA的估计。仿真结果显示 ,采用此处理方法 ,可以实现对DOA的正确估计     

跳频信号的时频分析

时频分析是跳频信号检测的重要工具之一,获得清晰的时频图是跳频信号参数估计和信号分选的前提.使用各种时频分析工具,包括线性时频表示、二次时频分布、重排类二次时频分布、不同时频分布组合方法对跳频信号进行仿真,在时频聚焦性和抑制交义项干扰两个方面综合比较各分布之性能,寻找适合针对多个跳频信号同时存在的时频分布,并给出了各分布性能的定量评价.仿真结果表明,谱图、平衡伪wigner-Ville 分布(SP-WVD)、重排类时频分布以及线性与非线性时频分布组合方法能获得较清晰的时频图.     

宽带瞬时精确测频技术及其应用

随着电磁对抗和雷达技术的不断演进，雷达信号由传统的连续波、单脉冲形式逐步向宽带线性调频、捷变频、跳频等复杂波形发展，常用的频率测量方法在测频精度和测频速度等方面很难满足要求。针对宽带相控阵雷达目标回波模拟器瞬时信号带宽高达2 GHz、扫频或随机跳频信号带宽覆盖整个工作频段的特点，创新性地采用瞬时测频引导结合实时宽带数字信道化精测频技术，设计研制了超宽带、高精度的瞬时测频模块和相应软件，并应用于宽带目标回波模拟器的研制之中。通过实测和半实物仿真试验验证，测频精度、测频范围和测频的实时性等指标完全满足整体性能要求。     

基于高斯chirplet时频原子参数自适应时频分布图的不变矩特征提取方法研究

根据时频分布性质,针对雷达目标的特征提取与分类识别问题,提出了一种基于高斯c hirplet时频原子参数自适应时频分布图的不变矩特征提取方法。首先分析了各种不变矩, 总结了它们各自的应用特点;接着把雷达信号和其时频分布图的不变矩特征结合起来分析了 目标的各种行为对时频分布图不变矩的影响,然后对提取时频分布图不变矩的算法进行了详 细的研究,识别仿真结果表明,利用信号参数自适应时频分布图像的不变矩特征进行雷达目 标识别是一个卓有成效的方法,该方法充分利用了雷达目标的散射信息,具有较高的识别率 。     

基于时-频分析的LFM信号检测研究

线性调频(LFM)波形是现代雷达系统广泛采用的一种非平稳扩谱信号波形,具有良好的低截获概率特性,为此,现代电子侦察系统常采用时频分析技术检测和分析这类时变信号.介绍了短时傅里叶变换和WVD等线性和非线性时频分析方法,运用这些方法对LFM信号的检测进行了分析,揭示了LFM信号在二维时频平面上的分布特征,并运用Hough变换检测WVD时频平面上呈直线分布的LFM信号.计算机仿真结果证实了此方法的有效性.     

时变时/频差对长时相关积累的影响分析及补偿策略

针对同步双星定位系统中时/频差(TDOA)/(FDOA)时变引起长时相关积累增益损耗的问题,将上下行传播链路的相对运动均考虑在内,推导同步双星系统中时变时/频差条件下的信号模型;在此基础上,根据规则信号自相关函数与能谱密度之间的关系以及线性调频信号的频谱特性,分别定量分析时变时/频差对长时积累时/频差维相关峰值幅度损耗的影响;给出了时变时/频差补偿策略和实现步骤。实际数据处理结果表明,本文给出的补偿策略能够实现长时相关积累的能量聚焦,时变引起幅度损耗定量分析结论的有效性也得到验证。     

Nakagami衰落包络的空时频相关性研究

多天线分集接收系统的性能与各支路信号衰落的相关性密切相关,通过分析Nakagami与瑞利衰落的内在联系,推导给出了不同Nakagami衰落包络之间的空时频相关性解析式,该表达式适用于任意散射条件和不同衰落系数。最后,通过数值仿真分析各参数对Nakagami衰落之间相关性的影响,并给出相干距离(时间、频率)的近似表达式,该结论对多天线系统的性能评估和参数设计非常重要。

     

基于极化时频分布的改进DOA估计算法

针对雷达回波信号波达方向估计精度差和时频分析方法运算量大的问题,以极化敏感阵列为模型,结合时频分析方法,充分利用回波信号的空域、时频域和极化域信息,对雷达回波信号进行更准确的估计,并简化其计算量。分析基于空间极化时频分布的多重信号分类(MUSIC)和旋转不变子空间(ESPRIT)算法,并结合两者的优缺点提出了一种改进算法。改进算法用极化时频ESPRIT算法对来波信号确定大致的方位角,以每个方位角为中心确定一个小角度范围,在此范围内用MUSIC算法进行谱峰搜索,得到较准确的波达方向(DOA)估计值,在确保DOA估计精度的基础上节省大部分运算时间。仿真试验验证了该改进算法的有效性。     

信道化数字贮频技术

单信道数字贮频的瞬时带宽受数字器件采样率限制,已不适应宽带信号的存贮。讨论的信道化数字贮频技术,是用瞬时带宽较窄的数字贮频器实现宽带信号的存贮。通过对信道化数字贮频重构信号的相干性和寄生电平的讨论得出结论：重构信号相对输入信号相干,信道切换引起的寄生电平决定于信道切换开关的响应时间。     

一种基于自适应遗传算法的高斯FM^mlet变换最优时频原子搜索算法

时频分析方法是当前非平稳信号分析与处理的研究热点,基于高斯let变换的信号表示方法成为目前分析具有线性和非线性频率切变信号的重要工具.高斯FMm let变换在信号分析与处理中的应用面临的一个主要问题就是匹配追踪方法的数字实施方法.针对现有算法精度不高、收敛性差的问题,提出了一种基于自适应遗传算法的高斯FMm let变换最优时频原子搜索算法.首先详细推导了时频原子有限长序列的离散公式,接着详细讨论了自适应遗传算法,然后给出了一种利用自适应遗传算法搜索高斯FMm let变换最优时频原子的算法及其实现方法,最后结合实例对该算法进行了仿真研究.结果表明,该算法不但搜索精度很高,而且具有较好的收敛性和鲁棒性.     

基于逐点扫描FFT法的跳频信号参数估计

针对时频分析方法估计跳频信号参数存在时频分辨率受限、交叉项干扰、实时性差等缺点,通过分析跳频信号的时频特性,提出一种新的跳频信号参数估计方法。该方法从未知信号的时域分析出发,采用逐点步进的方法进行多次FFT计算,通过分析其频谱特性判断跳频信号的跳变时刻,将跳频信号序列按跳频频率分割为多个单频率信号分量,最后再综合提取跳频信号的时频参数。仿真结果表明,该方法针对跳频参数的估计精度高,运算速度较快,且没有干扰频率。     

一种超宽带电子战测频技术的研究

随着雷达技术的发展,宽带瞬时信号截获是信息化装备的必备功能单元。从理论和试验验证的角度详细分析了超宽带电子战接收机的工作原理、测频技术和应用场景,提出了一种简化的MonoDFT算法,实现了2GHz~18GHz频段内雷达信号辐射源的高精度频率测量,并设计了两种应用场景和实现方法。理论分析与实验表明,接收机能够实现瞬时带宽16GHz,灵敏度优于-70dBm,测频精度优于0.4MHz,延迟时间小于270ns,可广泛应用于电子战领域,具有很高的工程应用价值。     

LFM-BPSK复合调制信号识别和参数估计

雷达信号脉内调制方式识别是电子对抗的重要内容。从工程应用的角度,对滤波后的复信号利用改进的相位展开算法,计算瞬时相位、瞬时频率。判断频率跳变点的个数,对时-频曲线进行拟合,根据拟合的参数和信号的时宽带宽积确定信号是否为线性调频-二相编码复合调制信号。再对正确识别的信号进行参数估计,接着重构原线性调频信号,共轭相乘得到基带相位编码信号。最后采用小波变换法提取码速率。仿真结果表明,该算法有很好的识别率和参数估计精度。     

基于时频稀疏性的跳频信号时频图修正方法

为了获取清晰的时频图,提出了一种基于时频稀疏性的跳频信号时频图修正方法。该方法根据跳频信号时频图的时频稀疏性,建立了修正时频图的最优化求解模型,然后利用匹配搜索的方法进行求解得到修正后清晰的时频图。仿真结果表明本文方法能够在低信噪比下获取精确的时频图,且用修正后的时频图估计跳周期,估计性能明显优于现有方法。     

高低轨双星时频模糊雷达信号的频差估计算法

针对高低轨双星定位系统中，雷达信号定位参数估计结果同时存在时差与频差模糊的问题，分析了相参脉冲串信号的模糊特性；利用粗略配对的脉冲串获得到达时间差序列，避免了对时域高度密集的脉冲进行配对的难题；在此基础上，提出了对时差序列进行中心差分计算频差粗估值实现频差模糊消除的方法；推导得出了频差粗值误差随着辐射源载频的增加、脉冲到达时间测量误差的增大、时差差分间隔的减小而增大的结论。仿真结果表明，频差粗值误差与理论值一致；通过设置合理的差分间隔，得到无模糊的频差粗值以后，频差精估精度逼近CRLB。新算法便于工程实现，对长基线定位系统中雷达信号的频差估计具有一定参考价值。     

一种新的软件实现PCM/FM码同步的方法

根据PCM/FM信号的特点,提出一种软件提取码同步信号的新方法。该方法使用数字瞬时测频法检测信 号每采样点的频率,根据该频率与中心频率之差提取双边沿信号,并用一个除N记数器,得到完整的码同步信号。文中 给出全数字码同步器原理图、MATLAB仿真的性能曲线图和VC实现的软件流程。     

连续小波变换与信号时频分析

对连续小波变换、傅里叶变换及短时傅里叶变换等几种信号时频分析方法进行了理论分析,并通过确定信号的处理研究了各种方法的优势及局限性,研究结果对实际信号分析具有一定的参考价值.     

基于多段差频正弦信号频谱相关的频率估计算法

针对多段差频正弦信号提出一种基于频谱相关的频率估计算法,用以提高低信噪比条件下短时正弦信号的频率估计精度,扩展多段信号融合法的适用范围.首先,设计差频修正矩阵消除各段信号频率不等对频谱融合的影响,使同频化处理后的多段差频正弦信号频谱等同于多段同频正弦信号频谱;其次,构造加权因子消除各段信号相位不连续对频谱分析的影响,使得到的最优加权积累频谱近似于与多段差频正弦信号长度相等的相位连续信号频谱;然后,通过对最优加权积累频谱和多段差频正弦信号累加频谱的相关处理,抑制虚假谱峰和噪声干扰.最后,峰值搜索频谱相关谱,实现频率的精确估计.实验表明与现有算法相比,本文算法估计精度高、抗噪性好、普适性好,特别在低信噪比、短时时宽下性能优良.     

基于解调分选的时分多址信号时/频差参数联合估计方法

针对TDMA多时隙信号不连续,通信时隙外噪声以及其它用户信号影响时/频差参数估计的问题,首先证明了多时隙多普勒频差信号具有相参性,指出多时隙信号在相关处理中能量是可以积累的;在此基础上,根据通信时隙外噪声、其它用户信号与特定用户信号在时域上的可分离特性,提出基于解调分选的TDMA时/频差参数估计方法,并推导分析了该方法的处理性能。试验结果表明,提出的方法可以实现TDMA信号中多用户信号的时/频差参数联合估计,可以有效降低通信时隙外噪声与其它用户信号对参数估计精度的影响。