ZOOM-FFT算法在数字音频分析仪中的实现

一种基于数字信号处理(DSP)技术的音频分析系统,采用细化频谱分析(ZOOM-FFT)算法,对音频处理中的频谱进行分析.首先对经过数字下变频和低通滤波后的信号进行整数倍抽取,再进行FFT运算以减小分辨率带宽,提高频率测量精度.仿真比较结果表明,该算法在音频频谱分析时能有效提高频谱的分辨率和分析带宽.     

频谱细化算法分析

介绍了当前广泛应用的ZFFT、FFT-FS和CZT三种频谱细化算法的原理,通过大量蒙特卡洛仿真计算归纳了各自的应用特点:ZFFT可以抑制频率间的干涉,对整周期采样信号分析精度高,否则误差较大;FFT-FS和CZT对单频信号分析精度高,不适用于密集多频信号的分析,但估计精度不受整周期采样的影响;从频率分辨率的角度对三种频谱细化算法的实质进行了分析比较:FFT-FS和CZT是一致的,都是在不增加数据长度的前提下,通过插值增加FFT的变换点数,提高计算分辨率,不能改善信号的频率分辨能力;ZFFT和DN点FFT变换是一致的,它并不能真正提高物理分辨率实现频谱细化的功能,只是一种节省运算量的快速算法,可以改善信号的频率分辨能力,但以增加数据长度为代价。     

伪码调相脉冲信号识别

提出了频谱搬移的方法,对信号进行不同精度的FFT变换,利用高精度的FFT变换来测量信号频率,再利用测得的频率对低精度的FFT变换直接进行频谱搬移,从而实现精确的下变频,提取出信号中的伪随机码。该方法避免了测频误差对下变频的影响,从而使得伪随机码的侦察识别在工程上可以实现。     

细化FFT的短时傅立叶变换方法

提出了一种细化FFT的短时傅立叶变换（short time Fourier transform,简称STFT）时频分析新方法．STFT实质为加窗的傅立叶变换,在窗内数据满足平稳性条件下利用傅立叶变换获得频谱,并依据时间间隔移动窗函数最终得到时频表示．细化FFT在分析频率范围内具有较高的频率分辨率,将细化FFT应用于STFT的窗内数据,可有效提高STFT的时频聚集性．利用仿真信号和某次导弹武器试验中的遥测振动信号处理证明了这一方法的有效性．     

采用复调制选带傅里叶变换的毫米波特征提取

针对毫米波引信对目标特征提取时传统差频快速傅里叶变换探测精度不足、运算量大的问题,提出采用复调制选带傅里叶变换(ZFFT)的毫米波特征提取算法。该方法的实质是通过对毫米波信号频谱中的局部信号进行复调制、移频、滤波、降采样后作点数较少的FFT实现对信号频谱的局部细化,提取其有效频率特征信息。实测导弹模型5mm信号数据和试验表明:采用复调制ZFFT的毫米波特征提取算法简便、存储及运算量小、速度快,适用于毫米波引信对实时性的要求。     

非平稳信号的一种细化谱分析方法及其应用

介绍了某型测振仪软件分析结果的细化谱分析方法.该方法通过对基于Chirp-Z变换的频谱细化方法加以改进,以足够高的精度提取信号频谱的频率和幅值特征,并且有效的应用于非平稳过程的信号分析中.该方法对于旋转设备升降速过程的振动分析很有实际意义.     

水下航行器动力装置振动频率自动识别方法

为满足水下航行器动力装置振动试验研究对频谱分析的及时性要求,本文以分析对象振动信号的频谱特征和离散傅里叶变换的数学原理为基础,将频谱细化算法和峰值搜寻算法有机结合,构造了一种振动频率自动识别准确率高的自动频谱分析方法,并设计编制了模块化架构的程序。该方法利用频谱细化算法准确计算动力装置周期性激励源的测试频率,利用峰值搜寻算法有效提取振动信号优势成分,以筛分出的峰值频率和周期性激励理论频率的一致性程度来确定振源,通过仿真信号和工程实际振动信号进行应用分析。分析表明,该方法可明显提高试验数据的分析效率和准确性。     

脉冲无线电引信信号不能精确测频理论分析

针对FFT对侦收的脉冲无线电引信信号载波频率可以精确测量的观点,提出脉冲无线电引信信号无法精确测频。因为调制前脉冲信号的带宽是无限宽的,载波调制后就会造成频谱混叠,通过FFT对侦收的脉冲无线电引信信号进行载波频率测量会产生较大的误差,远大于FFT最小频率分辨率。最后通过计算机仿真进行了验证。     

脱靶标量指示器差频信号的微型机模拟源

主要介绍一种脱靶量指示器差频信号的模拟装置,它主要用来模拟,弹目遭遇时,脱靶量探测器所产生的差频信号具有调频特征。该信号源采用微型计算机技术设计,由配置特定软件的微型计算机和专门设计的数控频率发生器组成。其输出为跳变的调频信号,频率值及其变化规律可用键盘选择,亦可通过在微型机存储器中予置数据的方法装定,频率变化范围和跳变速率也易于设定和改变。该信号源可单独使用,稍加扩充亦可成为分布式半实物仿真系统的一个组成设备。     

提高雷达速度分辨率的线性调频Z变换方法

基于FFT分析技术的连续波测速雷达在靶场得到广泛应用,FFT对多普勒频移的物理分辨率取决于所分析的信号长度,针对FFT对于雷达速度分辨率存在的局限性,提出了线性调频Z变换方法,在单位圆上计算CZT,计算时的输入点数和输出点数可以不相等,在不增加信号长度条件下可"细化"频谱,仿真实验表明,CZT对雷达速度的分辨率优于FFT,将该算法应用于测速雷达可以提高多目标分辨能力。     

基于FFT的正弦信号幅值估计研究

为了实现基于FFT求取正弦信号频率的同时得到信号的幅值,推导了利用Matlab中FFT计算得到的幅值系数与信号真正幅值之间的关系,研究了在仿真中准确估计信号幅值的两个影响因素,即频率分辨率和信噪比。针对信号长度小于FFT计算点数时出现的估计误差,提出了先对信号进行周期延拓再进行FFT计算的方法,并对频率分辨率进行了重新定义,使其适用范围更广。针对信噪比在幅值估计中的影响进行了定量分析,确定了基于FFT估计信号幅值方法的适用范围以及不同信噪比下的估计精度。     

MTD雷达的舰速补偿

动目标(MTD)雷达的舰速补偿采用FFT算法的多普勒滤波器组。利用傅立叶变换加权旋转因子的移动,使信号频谱移动量抵消舰速引起的多普勒频率偏移量来实现舰速补偿。当舰速造成动静目标回波频谱太近时,须改变其相参信号实现补偿。     

检测直扩信号载波频率的边带相关算法

载波频率检测是信号频谱监测,侦听的前提.介绍了一种检测直扩信号载波频率的算法,边带相关算法.采用二进制移相键控调制的直扩信号,其频谱的两个边带是以载波频率为中心左右对称的,边带相关算法利用这种对称性,计算直扩信号频谱的边带相关函数,然后求峰值频率,进而确定载波频率.该算法的优点是检测准确率在较低的信噪比条件下仍然很高,因此很适合于工作在低信噪比条件下的直扩信号.计算机仿真结果证明了该算法的有效性.     

线性调频信号参数估计快速算法

分析了线性调频（LFM）信号Fourier变换幅度谱的表达式，并分析了其幅度最大值对应的频率，提出了以两次FFT为基础的LFM信号参数估计方法；为了提高信号低信噪比情况下参数估计精度，提出了一种非对称加窗方法。仿真和实验结果表明了该算法的有效性。     

水下声信号未知频率的目标检测方法研究

提出了频率未知情况下基于阵列信号处理的一种目标检测方法。针对接收信号进行FFT分析,对处理频带的每一个频率单元进行波束形成,利用噪声对应频率单元波束输出的最大值随机。基于目标对应频率单元波束输出最大值基本一致的特点,统计各频率单元的方位(DOA)估计结果,从而实现对目标的检测。仿真结果表明,该方法的检测性能与频率已知时的检测性能一致,同时实验结果证明了该方法的有效性。为弱线谱目标检测提供了一个新的思路。     

基于FFT-FS频谱细化的导弹结构故障判断

介绍了FFT-FS频谱细化方法．该方法在不增加采样点数的前提下，对所关心的频带进行细化，能够得到准确的频率值．给出了运用振动测量数据频谱分析进行导弹结构故障判断的方法．通过一个结构故障判断的例子，说明了该方法是有效的。     

基于分段处理的线性频率调制信号检测方法

针对现有匹配技术和互相关技术对长时间序列线性频率调制(LFM)信号调频率参数估计时间长的问题,提出了基于分段处理的LFM信号检测方法。该方法首先对信号进行分段FFT处理,然后在段间利用同一位置处相位近似不变的原则进行解线调处理,最后根据峰值位置完成信号的调频率参数估计。仿真结果表明,该方法在检测性能不变的前提下,可快速完成信号的参数估计,运算量小于传统方法,适用于对大数据量的LFM信号进行处理。     

鱼雷试验中雷靶水声信号识别方法

在鱼雷试验中,为了能及时有效地掌握鱼雷水下工作情况,需要第三方监测设备对鱼雷和目标靶信号进行实时记录和分析,为事后恢复现场查找问题提供有力的数据支持。本文通过分析鱼雷试验现场的基本情况,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)技术的时域和频域相结合的雷靶信号识别方法。鱼雷试验中使用该雷靶监测设备时的信号监测效果,验证了该方法的有效性。     

基于LE和IIN算法的正弦信号频率估计算法

针对信号频率位于两个相邻离散频率点的中心区域时,迭代插值(Iterative Interpolation Based Algorithm,IIN)算法估计误差较大,而当信号频率位于离散频率点附近时,线性方程(Linear Equation,LE)算法估计误差较大的问题,提出了一种基于LE和IIN算法的正弦信号频率估计算法。该算法运用频谱搬移的思想,首先利用LE算法进行频率粗估计,然后将原信号往离散频率点附近频移,再利用IIN算法进行二次迭代。Monte-Carlo仿真结果表明,该算法频率估计的均方根误差在全频段内逼近克拉美-罗界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB),精度和稳定性皆优于R-IIN算法、M-LE算法和IIN算法,并且运算量小于IIN算法(二次迭代)和M-LE算法。     

基于加权相关信号子空间的多频相位融合方法

针对多频干涉合成孔径雷达(InSAR)干涉信号不同频率分量的相位融合问题,提出基于加权相关信号子空间方法(CSSM)的多频相位融合方法。该融合方法采用联合像素模型构建信号模型;对 CSSM构造聚焦矩阵的思想进行改进,通过对各频率分量对应的协方差矩阵进行加权聚焦应对不同频率分量的信噪比差异;并采用联合子空间投影方法估计干涉相位。仿真数据和 SIR-C雷达实际数据验证表明,该方法能够有效改善多频 InSAR的干涉相位估计性能。