分数阶Fourier域多分量LFM信号间的分辨研究

在分数阶Fourier域内,当多分量线性调频(LFM)信号的初始频率和调频率相近时,信号的尖峰会出现无法分辨的现象,导致目标信号漏检.文中分析了LFM信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征,以及离散分数阶Fourier变换计算条件下LFM信号的频谱分布特征.推导了两个LFM信号在分数阶Fourier域的临界分辨距离,以及两个LFM信号尖峰之间的距离与量纲归一化因子的变化关系,发现选择合理的量纲归一化因子可以增大两个信号尖峰之间的距离.文中提出一种量纲归一化因子优化选择的方法,该方法可以提高分数阶Fourier变换对多分量LFM信号的分辨能力.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于分数阶傅立叶变换的水下动目标检测

当发射信号为线性调频信号(LFM)时,水下动目标径向运动速度使得回波和副本不匹配,从而导致传统的最佳检测器——匹配滤波器对线性调频信号的检测性能下降。动目标的回波信号依然为LFM信号和分数阶傅立叶变换对线性调频信号的聚焦特性,提出了以信号的分数阶能量谱的峰值作为统计量来进行检测,并且给出了细化搜索峰值的自适应方法,提高了搜索速度。仿真结果表明,算法在高斯噪声背景下对径向速度未知的运动目标线性调频回波具有良好的检测性能,并分析了信号参数对检测器性能的影响。     

基于FrFt的最小频移键控通信系统线性调频干扰抑制技术

分析线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM）干扰对最小频移键控（Minimum Shift Keying,MSK）通信系统性能的影响,当LFM干扰超出MSK自身抗干扰容限时接收信号的误码率严重恶化,因此必须在信号接收端对LFM干扰进行抑制.通过对LFM干扰信号在分数阶傅立叶变换（Fractional Fourier Transform,FRFT）的特性分析,提出在分数域进行LFM干扰抑制的方法并通过仿真分析验证了该方法能够有效消除LFM干扰,误码率曲线明显改善.     

LFM信号时频分布与分数阶域滤波仿真研究

通过分析LFM(线性频率调制信号)的时频分布,Wigner-ViUe分布,Wigner-Hough分布,并结合FRFT(分数阶Fourier变换)与上述时频分布的关系,得到利用FRFT进行分数阶Fourier域滤渡的可能,并通过matlab仿真验证了利用FRFT进行LFM信号滤波的优越性.     

分数阶Fourier变换在水声信号处理中的应用研究

线性调频（LFM）信号瞬时频率随时间呈线性变化,当干扰噪声与其强耦合时,经典的滤波方法难以有效的滤除噪声。针对水声通信中采用LFM信号作为载体时滤波效果不明显的问题,提出了一种改进的分数阶Fourier变换（FRFT）滤波方法。水听器接收到的LFM信号在最佳变换域经FRFT变换后,同时对期望信号进行FRFT变换,系数修正后再对信号进行窄带滤波处理。仿真结果表明,在信噪比高于-12dB时,新算法能够有效的实现信噪分离,还原出信号。     

LFM宽带雷达信号的多通道盲压缩感知模型研究

在传统压缩感知(Compressed sensing, CS)基础上,提出了一种基于盲压缩感知(Blind compressed sensing, BCS)理论的线性调频(Linear frequency modulated, LFM)雷达信号欠采样与重构的多通道模型.这一机制在稀疏基未知的条件下,利用LFM信号在分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier transform, FRFT)域上良好的能量聚集特性,将多个LFM信号看作是在多个未知阶次下FRFT域的稀疏表达,通过时延相关解线调和逐次消去相结合的的欠采样方法逐一估计出每个通道的LFM信号满足聚集性条件的特定分数阶傅里叶域,以此构造出该通道LFM信号对应的DFRFT正交稀疏基字典,以各DFRFT 正交基为对角块构建混合信号正交稀疏基字典,最后利用块重构算法从测量值中估计出稀疏信号,同时验证了LF M信号多通道BCS问题解的唯一性,从而实现了稀疏基未知情况下针对多路LFM宽带雷达信号的多通道盲压缩感知.     

基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM相干信号的DOA估计

提出一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的宽带线性调频信号(LFM)相干信号的波达方向(DOA)估计方法。针对分数阶傅里叶变换的谱峰聚集特点,该算法构造了分数阶傅里叶域(FRF域)的宽带LFM信号的阵列数据模型,在FRF域内利用Toeplitz矩阵重构特性,实现对相干信号的解相干,最后通过谱峰搜索完成入射信号的DOA估计。算法在不减小阵列有效孔径的情况下,增加了可估计相干信号源数目,并在低信噪比条件下能够得到较好的性能。实验仿真证明了该算法的有效性。     

基于分数阶自相关的线性调频信号的参数提取

线性调频(LFM)信号的参数包括瞬时频率、起始频率和初始相位.提出了一种基于分数自相关的线性调频信号的参数提取算法.首先该算法通过计算LMF信号在旋转角α的分数自相关以及相对应的p序的积分,这样当有确定的角度α时,分数阶傅里叶变换(FrFT)域中会出现一个峰值;然后根据这个峰值检测到信号,同时能够把参数提取出来;最后通过仿真验证该算法的有效性.     

分数阶小波变换的性质

小波变换是对信号时域-频域(Fourier域)的多分辨率分析,是一种线性时不变伸缩带通滤波.分数阶小波变换将小波变换的多分辨率分析理论推广到时域-广义频域(分数阶Fourier域),对信号分析处理有更大的灵活性.分析了分数阶小波变换的线性时变特性、存在正交分教阶小波的条件、分数阶Fourier域传递函数,以及分数阶小波变换在分数阶Fourier域的伸缩带通滤波.     

基于分数阶傅里叶变换的多项式相位信号参数估计

研究了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的多项式相位信号快速估计方法,对于线性调频信号(LFM),即用信号延时相关解调的方法得到调频斜率的粗略估计,从而得到分数阶旋转角度的范围,简化为小范围的一维搜索问题。多项式相位信号的检测通过延时相关解调可转化为LFM信号的检测,再运用FRFT便可进行参数估计。理论分析与仿真结果表明该方法简单,估计性能好。     

Detection and parameter estimation of multicomponent LFM signal based on the fractional fourier transform

Copyright by Science in China Press 2Linear frequency modulation (LFM or chirp) signals are widely used in information systems such as radar, sonar, and communications. In these systems, to detect and estimate LFM signals is an important problem. For a long time, various methods based on maximum likelihood estimator are the predominant solutions to this task. Most of these methods can be ascribed to a multivariable optimization algorithm and are usually computationally demanding in impleme…     

基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测与参数估计

介绍了分数阶Fourier变换的基本原理和基本性质，提出了基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测和参数估计方法。为了解决多个LFM分量之间的相互影响问题．特别是强分量掩盖弱分量的问题．本文还提出了一种结合逐次消去思想和分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测和参数估计算法，它可以解决强度相差较大的多分量LFM信号中检测和估计弱LFM分量参数的问题。仿真实验结果证明了该算法的有效性。     

Research on resolution between multi-component LFM signals in the fractional Fourier domain

When the initial frequencies and chirp rates of multi-component linear frequency modulation (LFM or chirp) signals are close,the signals may not be distinguished in the fractional Fourier domain (FRFD).Consequently,some signals cannot be detected.In this paper,first,the spectral distribution characteristics of a continuous LFM signal in the FRFD are analyzed,and then the spectral distribution characteristics of a LFM signal in the discrete FRFD are analyzed.Second,the critical resolution distance between the peaks of two LFM signals in the FRFD is deduced,and the relationship between the dimensional normalization parameter and the distance between two LFM signals in the FRFD is also deduced.It is discovered that selecting a proper dimensional normalization parameter can increase the distance.Finally,a method to select the parameter is proposed,which can improve the resolution ability of the fractional Fourier transform (FRFT).Its effectiveness is verified by simulation results.     

基于小波与分数傅里叶变换的图像水印算法

载体图像的空域隐藏Chirp信号可以通过分数傅里叶变换在变换域中进行盲检测。为了提高该算法的鲁棒性能,该文研究直接离散化方法,合理选取分数傅里叶变换的算子阶数,将Chirp 信号隐藏在图像信号的低频小波域中。仿真实验表明,改进后的水印算法提高了直接在空域进行信息隐藏的鲁棒性。     

扫频滤波器在分数阶Fourier域的实现

在研究分数阶Fourier城滤波基本理论的基础上,提出了扫频滤波器的工作原理和系统表示.通过对LFM信号和高斯白噪声分离效果仿真,发现分离后信噪比得到了较大提高.仿真实验表明,所提出的分数阶城扫频滤波器在有噪声干扰的情况下能得到较好的干扰分离和滤波效幕.     

利用短时分数阶PWVD实现多分量Chirp信号分离

针对加性高斯白噪声背景下多分量Chirp信号的分离问题,采用一种基于短时分数阶傅里叶的伪魏格纳变换来实现对多分量Chirp信号的分离。该方法利用分数阶傅里叶变换四阶中心矩寻找极值点来确定最佳变换域,在最佳变换域对信号进行旋转的短时傅里叶变换,并进行伪魏格纳变换,最后把在时频面得到的冲激信号变换到时域再进行分数阶傅里叶逆变换,实现了多分量Chirp信号的分离。仿真实验证明该方法可有效地实现多分量Chirp信号分离,有助于后续对各分量的参数估计。     

利用FFT实现对LFM信号的快速稀疏分解

针对传统稀疏分解算法致使冗余字典中原子数量巨大的缺陷,提出一种线性调频信号的快速稀疏分解算法。这种算法根据线性调频信号本身的特点构建冗余字典中的原子,构建了两个冗余字典,通过级联的方式,完成了线性调频信号的快速稀疏分解。通过分析,采用这种级联的方式使得总的原子数量远小于一个冗余字典中的原子数量。在利用第一个冗余字典进行稀疏分解时,该算法通过快速傅里叶变换寻找最大值在另一个冗余字典中同时得到最匹配的原子。实验结果证实这种算法比其他3种采用单一冗余字典的稀疏分解算法,不仅加快了稀疏分解速度,而且具有更好的收敛性。