归一化窗S变换和TT变换联合时频滤波

基于雷达信号特性及归一化窗S变换与TT变换原理,提出一种新的雷达回波信号二维时频滤波方法。通过对雷达信号进行归一化窗S变换时频滤波,滤除高频杂波和随机噪声;再利用TT变换滤除低频杂波。实验结果表明,相较于传统滤波,所提方法的滤波算子随时间及频率同步变化,克服了传统方法受使用条件限制的缺点;有效滤除杂波的同时保留原信号特征,增强了检测及识别能力。

基于广义S变换奇异值分解的料位回波检测与校正

非平稳及多奇异点的调频料位测量雷达回波中包含虚假回波及噪声,影响料位回波信号检测,导致料位测量精度不高。本文提出了一种基于广义S变换和奇异值分解的料位回波检测与校正方法。首先,将料位变化视作低速运动目标,将料位回波信号与雷达发射信号进行混频解调,并根据回波信号的频率分布特点对广义S变换窗口的变化趋势进行调节。之后对其变换所得到的二维时频系数矩阵利用奇异值分解方法重构系数矩阵,并对其进行广义S逆变换,得到校正后的回波信号。实验结果表明该方法能够准确检测料位回波信号,在抑制噪声的同时能最大限度保留信号的细节特征,减少虚假回波干扰。料位测量误差不超过4.01%,测量精度可达到0.40%F.S。

基于S变换的悬停直升机旋翼回波检测

为准确、快速地检测悬停直升机的旋翼回波信号,针对旋翼回波信号持续时间短、突变快的特点,提出一种基于S变换的悬停直升机旋翼回波检测方法。仿真和实测数据处理结果表明,S变换能够以较高的时频分辨率表示直升机旋翼回波的非平稳特征,能反映出信号时频谱真实的物理意义。与传统的STFT、PWVD和SPWVD等时频分析方法相比,这种方法时频分辨率高,且不受交叉项干扰,具有更强的抗噪声能力。

基于改进S变换的HIFU治疗位置检测

高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中,治疗区域一般位于人体内部,对超声聚焦的位置有较高要求,因此治疗位置的检测非常重要。文章通过研究S变换窗函数中的调节参数对时频分辨率的影响,提出了一种改进的S变换方法。采用此方法对在离体猪肉组织实验中获得的超声散射回波信号进行处理,通过计算时频熵来分析信号时频分布的变化情况,计算所得熵值中出现的峰值即为HIFU治疗区域的边界,达到检测HIFU治疗位置的目的。实验研究表明,改进S变换较之标准S变换有更好的时频聚集性,能够更好地定位信号的能量分布,可有效地检测出HIFU治疗区边界。

厚截面复合材料局域孔隙超声检测方法

采用超声脉冲反射法对厚截面复合材料局域孔隙缺陷进行检测,提取超声背散射信号进行分析。结果表明,在材料近表面区域可能产生共振结构噪声,孔隙会导致结构噪声频率降低、幅值减小;在远表面区域的背散射信号恢复正常状态,孔隙则会导致较小幅值回波的出现。在此基础上提出了基于背散射信号处理的局域孔隙识别方法。对近表面信号使用改进S变换生成时频系数矩阵,再计算信号主频极小值及增益来识别孔隙。对远表面信号则先进行小波变换模极大值去噪,再使用改进S变换生成时频系数矩阵,最后计算信号主频极大值及增益来识别孔隙。对厚截面复合材料平板和曲面试块的实验表明,使用该信号处理方法可以有效识别厚截面复合材料局域孔隙缺陷。