改进的相位展开算法及其在瞬时频率估计中的应用

 研究了一种改进的相位展开算法及其在瞬时频率估计中的应用.首先讨论了噪声对相位展开的影响,发现当每个周期内的样本数为2个样本时相位展开具有最佳的性能;接着利用这个性质得到一种简单的相位展开算法,可以在较低信噪比条件下估计出信号的瞬时相位;随后把相位展开算法应用于正弦波频率估计,得到了改进的相位平均法,利用它可以在较低信噪比条件下得到宽带信号的瞬时频率曲线;最后通过MATLAB仿真对算法进行验证.     

多项式相位信号瞬时频率变化率估计及其应用

通过定义两种新的变换——指数型相位匹配变换和复时间延迟型相位匹配变换,可实现对任意阶次的多项式相位信号(PPS)的瞬时频率变化率(IFR)估计.给出了这两种变换的基本原理和实现方法,同时分析了算法实现过程中应注意的问题.进而,研究了IFR在以下三个方面的应用:(1)PPS的参数估计问题;(2)PPS的瞬时频率估计问题;(3)构造新的时频分布,该分布对于阶次大于2的多项式相位信号具有理想的时频聚集性.最后通过计算机仿真实验验证了本文所提算法的有效性.     

相位建模法与平滑相位差分法在瞬时频率估计中的应用

信号的瞬时频率经常被用在非平稳信号处理中,为了在高斯白噪声背景下对线性调频信号（LFM）的瞬时频率进行准确估计,介绍了采用相位建模估计法和平滑相位差分估计法,分析了两者各自的优缺点和适用条件,仿真试验表明两种瞬时频率估计方法的有效性。     

多分量多项式相位信号瞬时频率变化率的估计

引入了一个二维双线性相位匹配变换.对相位阶次不大于5的多分量多项式相位信号(mc-PPS)而言,各信号分量的瞬时频率变化率(IFR)在变换结果中表现为局部极值点,而交叉项则很少表现为极值点.又由于各信号分量IFR随时间变化表现出连续性,而由交叉项所产生的各极值点无此特征,因此,该变换可用于实现mc-PPS中各信号分量IFR的估计.对估计性能进行了理论分析,并同仿真结果进行了比较.     

匹配 Wigner 变换及其在瞬时频率估计中的应用

提出了一种新的时频分析方法,称为匹配Wigner变换（Matched Wigner Transform ,MWT ）。该变换通过泰勒级数扩展傅立叶旋转因子e－jωτ来匹配双线性信号核,能够对单分量高阶多项式相位信号（Polynomial Phase Signal , PPS ）分析得到聚集性最优的时频分布（Time Frequency Distribution ,TFD ）,且克服了自交叉项的干扰。基于MWT ,给出了一种有效实现PPS的瞬时频率（Instantaneous Frequency ,IF）和参量估计的迭代算法,并通过仿真算例验证了算法的有效性。最后,将该方法应用于水下运动声源的微弱多普勒信号分析,得到良好的海试试验结果。     

应用WVD估计AM-FM信号的瞬时频率

该文研究了应用WVD谱峰检测估计AM-FM信号的瞬时频率的方法及其性能。理论分析表明;对线性调频的AM-FM信号,只要其幅度的WVD在频率为零处取得最大值在任意时刻都成立,则基于WVD谱峰检测得到的瞬时频率估计是无偏的,并给出了估计的方差。仿真实验使用高斯包络的线性调频信号表明,利用WVD可以有效地估计AM-FM信号的瞬时频率。     

条纹频率分析的相位展开方法在InSAR中的应用

对InSAR干涉条纹图的形成进行了研究,基于星载InSAR的空间几何关系及雷达成像的特点给出了InSAR的干涉图模拟模型和计算公式。将条纹频率分析的相位展开方法应用于我们给出的干涉图模型,得到了很好的相位展开结果。条纹频率分析产生可靠性模板,基于该模板的排序算法将误差范围控制在局部最小的区域。     

相位测频法在雷达信号脉内特征分析中的应用

以单载频、线性调频、BPSK和FSK信号为例,通过提取信号的瞬时相位,对雷达信号的脉内调制特征进行了分析,介绍了信号瞬时相位的提取方法,然后分别引出相位分析法和相位差分分析法的调制类型识别方法,最后对这两种方法进行了仿真分析。仿真表明,相位测频法是一种有效的雷达信号调制特征分析工具。     

基于分数阶Fourier功率谱的瞬时频率估计方法

通过分析分数阶Fourier变换功率谱与信号相位微分的关系，提出了根据信号密度分布和分数阶Fourier谱估计信号瞬时频率的方法，并对含噪声和不含噪声的两种信号进行了计算机仿真。仿真结果表明了其有效性。该方法适用于信噪比大于3dB的信号。该方法采用非递归算法，不需要进行时频平面上的投影和峰值搜索，运算量低。     

基于分数阶Fourier功率谱的瞬时频率估计方法

通过分析分数阶Fourier变换功率谱与信号相位微分的关系,提出了根据信号密度分布和分数阶Fourier谱估计信号瞬时频率的方法,并对含噪声和不含噪声的两种信号进行了计算机仿真。仿真结果表明了其有效性。该方法适用于信噪比大于3dB的信号。该方法采用非递归算法,不需要进行时频平面上的投影和峰值搜索,运算量低。     

基于健壮中国剩余定理的频率选择准则及其在相位解包裹中的应用

高质量相位解包裹是相位轮廓术的重要问题。分析了亮度噪声对相位主值的影响,将相位解包裹问题转化为同余问题,基于健壮中国剩余定理推导出频率选择的上限准则,利用该准则指导多频相位展开算法中参数的设置,并利用健壮中国剩余定理的封闭解确定对应性。实验结果表明,健壮中国剩余定理与传统中国剩余定理相比具有强抗干扰特性,在满足频率上限准则时可实现接近100%正确率的解包裹;反之,相位展开效果则会恶化。     

基于FTP的动态相位展开方法的研究

在采用结构照明的光学三维传感方法中 ,相位展开是被测物体三维面形正确重建的关键步骤之一 ,也是一个难点。本文就动态傅里叶变换轮廓术中相位展开问题进行研究 ,对比分析了直接相位展开算法、基于相邻帧间相位差之间的相位展开算法和基于调制度排序的相位展开算法。解决了基于傅立叶变换轮廓术的动态三维测量中相位展开问题 ,特别是孤立区域的相位展开。为动态傅立叶变换轮廓术的在冲击和爆轰过程中应用 ,提供了理论基础。文中给出了详细的理论分析和计算机模拟     

一种基于增采样的干涉SAR相位解缠方法

干涉合成孔径雷达测量地形高程时,复杂地形区域的干涉条纹过密会导致干涉相位解缠失败,从而使得无法精确获得地形高程信息。该文提出一种降低错误解缠率的新方法,通过对干涉复图像进行增采样,使得干涉条纹相位梯度降低,从而降低相位滤波和相位解缠处理的难度,降低相位解缠的错误率。利用干涉复图像频率与Nyquist频率之间的关系,进行所提方法对地形的适应性分析。理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性,尤其是对于符合Nyquist采样的大坡度区域,该方法有很好的滤波和解缠效果。该文提出的方法不需要增加额外数据,实现简单,运算速度快,可应用于干涉合成孔径雷达的地面处理系统中。     

可靠性排序在InSAR相位展开中的应用

提出一种基于可靠性排序的相位展开算法。这种算法的关键是选择相干图来标识相位数据的可靠性,相位展开的路径由相干图导向。阐述了可靠性排序测量的基本原理,讨论了算法设计和流程图,针对干涉合成孔径雷达(InSAR)获得的数据进行了相位展开处理,得出了较为理想的结果。实验表明,相位展开的路径总是沿着具有较高可靠性的像素到较低可靠性的像素．所以在最坏的情况下误差也被限制在局部最小区域。     

相关系数图分类及其在干涉SAR二维相位展开中的应用

二维相位展开是干涉SAR数据处理中的关键步骤。该文在讨论干涉SAR相关系数图分类与二维相位展开之间关系的基础上,将相关系数图分类应用于干涉SAR二维相位展开。提出了基于K-均值-Markov随机场的干涉SAR相关系数图组合分类算法。在相位展开时对特定类别的区域作相应的处理,避免了不含有效相位区域的相位误差在相位展开过程中的传播。实验结果证实了该方法的有效性。     

基于三角形分布光栅的相位测量轮廓术

相位测量轮廓术凭借其高精度、非接触的优点在现代生活中受到了极大的重视,但其应用却受到正弦光栅复杂制作工艺的限制。根据相位测量轮廓术的基本原理,提出了基于三角形分布光栅的相位测量轮廓术。同正弦光栅相比,三角形分布光栅的制作工艺相对简单,更具有实用意义。对这两种方法的精度进行了比较和分析,并分别在无噪声的理想情况和有噪声的实际情况下,分析了光栅周期、条纹对比度以及物体最大高度对测量精度的影响。通过计算机模拟与实验表明,基于三角形分布光栅的相位测量轮廓术具有较高的精度和可行性。     

基于自适应滤波器的相位连续化算法及其在移相干涉术中的应用

提出一种非线性自适应数字滤波器对通过移相干涉术得到的原理相位图进行去噪音处理。这种数字滤波器的窗口尺寸可以根据其在相位图中的不同位置而变化。在有噪音 (尤其是靠近 2π相位跳变处的噪音 )存在的情况下 ,相位连续化过程仍可以有效地进行以重建被测物体表面形貌的真实相位图。详细介绍了这一技术的原理及实验结果     

一种基于质量引导和最小不连续合成的InSAR相位解缠算法

该文提出了一种质量引导和最小不连续相融合的InSAR相位展开算法。根据相位质量图将缠绕相位分割为高低质量区域,高质量区域采用质量引导算法进行求解,然后将每个解缠后的高质量相位块视为抽象相位点,在低质量相位区域内部和抽象相位点之间进行最小不连续优化,求解最终解缠相位。对真实InSAR数据的处理结果表明,该算法可以有效克服质量引导算法和最小不连续算法中的误差传播,保持高质量区域解缠相位的精度,提高解缠效率。     

一种去包裹误差校正法及其在ESPI中的应用

通过分析去包裹过程中误差扩展的原因 ,提出一种误差校正方法。此方法可以有效地校正去包裹的误差 ,消除真实相位图上的“拉线”现象 ,且算法简单、计算量小 ,用于电子散斑测量变形和定量分析振动模态 ,取得了较好的效果。