加权分数傅里叶变换信号参数估计方法

加权分数傅里叶变换(WFRFT)信号具有抗截获和抗调制识别等优点,在未来混合载波通信领域得到了广泛的应用;目前的研究大多集中在混合载波的应用及特性分析上,而在WFRFT参数估计方面研究较少;为了解决非协作通信场景中参数未知的问题,提出了一种基于Shintaro_K特征量的WFRFT参数估计理论;首先通过理论推导得到,最小化接收信号的Shintaro_K值可以准确估计出参数,然后对抛物线搜索算法进行改进,来搜索Shintaro_K特征量的最小值点;仿真结果表明,该WFRFT参数估计理论有效可靠,且与已有的研究方法相比,该方法具有相似的参数估计准确度,但具有更少的搜索次数和计算复杂度。

分段Chirp傅里叶变换快速算法

为解决设备存储能力与分辨率之间的约束及如何获得信号的局部频谱这两个重要问题,提出分段Chirp傅里叶变换快速算法.在保证分辨率的条件下,对输入长度为N的信号采用两种不同类型的分段:第一种类型是分解为q行p列的短序列信号,根据分段的短序列数据特点,利用现有算法进行处理,通过选择不同的短序列单元,实现算法的局部频谱分析性能,称为第一类分段Chirp傅里叶变换快速算法;第二种类型是分解为p行q列的短序列信号,得到第二类分段Chirp傅里叶变换快速算法.通过分析比较所提算法的复杂度,与现有算法的对比及仿真实验的验证等方法,证实了所提算法的正确性.

基于快速傅里叶变换和改进T-S模糊神经网络集成模型的逆变器开路故障诊断方法研究

针对受负载扰动和测量噪声影响,逆变器开路时的故障边界间、故障与特征间存在交叠和模糊性问题,在对逆变器功率管开路故障特征的分析基础上,提出基于快速傅里叶变换和改进T‑S(Takagi‑Sugeno)模糊神经网络集成模型的逆变器开路故障诊断模型。首先,依据快速傅里叶变换分析逆变器的三相输出电流波形,提取功率管发生不同类型开路故障时的故障特征;其次,采用规则自分裂技术和模糊C均值设计T‑S模糊神经网络的前件网络的隶属函数层;然后,依托自适应Levenberg‑Marquardt算法对T‑S网络参数进行训练;最后,利用训练后的T‑S网络实现逆变器功率管的多种故障类型与位置的诊断。实验结果表明,所提出模型的诊断准确率高达96%,能够显著改善逆变器功率管开路故障诊断时所存在的问题。

基于分数阶傅里叶变换的chirp信号时频分析

提出了一种新的基于分数阶傅里叶变换的伪维格纳分布(PWD),用于单分量或多分量chirp信号的分析。首先通过搜索二阶分数阶傅里叶变换矩的极值点,寻找最佳变换域,然后利用旋转的短时傅里叶变换,在分数阶傅里叶变换域中实现各分量chirp信号间的分离,以抑制交叉项及噪声项的干扰。在已知信号模型的前提下,还给出了分数阶傅里叶变换最佳旋转角度的经验计算公式,以辅助信号分析。仿真实验表明,通过对时频平面的旋转,所提出的方法能够在分数阶傅里叶变换域中,很好地抑制多分量信号间的交叉项干扰,更好地提取信号的时频信息。

基于改进短时傅里叶变换的磁共振随机噪声消减方法

磁共振测深法(magnetic resonance sounding,MRS)具有无需钻探即可直接探测地下水含量的优势,但是极低的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)限制了该方法的大范围应用,目前的研究工作主要集中在消除MRS信号中的尖峰噪声和工频谐波噪声上,而随机噪声由于其无规律性导致难以消除,但是它的影响不容忽视.目前MRS随机噪声的消减常采用叠加法,需要重复采集数据叠加平均来达到消噪目的,探测时间长且消噪效果有限.针对这一问题,本文提出了一种改进的短时傅里叶变换方法,该方法通过处理单次采集的MRS包络信号来降低数据量,提高数据处理效率.改进的短时傅里叶变换方法采用解析信号代替常规短时傅里叶变换中的实值信号,提高MRS信号时频域瞬时幅度的准确度,得到MRS信号的高精度时频分布,然后提取时频域峰值幅度和峰值相位重构信号来消除随机噪声.仿真实验和实测数据处理结果表明,该方法能够直接处理单次采集数据,在信噪比高于-17.21 dB的情况下可有效提取MRS信号,实现随机噪声的压制,且与传统叠加法相比,信噪比最多可提高27.88 dB,均方根误差最多缩小36.44倍,参数估计值更加准确.本文的研究结果为利用MRS获取准确的地下水分布情况奠定了良好的基础.

基于多窗傅里叶变换的弱Chirp信号检测

关于噪声背景下的Chirp信号检测,已有很多方法：短时傅里叶变换（STFT）、魏格纳-维乐分布（WVD）、Gabor变换等。但在低信噪比条件下,这些方法的检测性能往往难以达到预期的目的。介绍了一种新的时-频分析方法,它联合运用了多种窗长的傅里叶变换分析和局部最大值搜索的方法,运算量小且能有效提高对Chirp信号的检测性能。仿真结果表明,在加性高斯白噪声背景下,该方法对弱Chirp信号的检测能力要优于STFT、WVD和Gabor变换,当信噪比为-9 dB时,依然能检测到信号并确定信号的位置及频率范围。

光学傅里叶变换轮廓术的新型改进方法

针对传统光学傅里叶变换轮廓术(FTP)在测量表面形状复杂、曲率较大的物体时其条纹频谱存在混叠,无法获得被测物体表面准确的轮廓信息这一缺陷,在总结分析了窗口FTP、伸缩窗口FTP的基础上,提出了自适应窗口FTP。并对这3种改进型FTP的测量精度作了对比分析,证明自适应窗口FTP的测量精度最高,比传统FTP提高了近100倍。改进后的FTP可广泛应用于工业、生物医学、航空航天等领域。

基于改进离散傅里叶变换滤波器组的两步检测算法

认知无线电(cognitive radio,CR)在解决频谱资源匮乏问题和提高频谱资源利用率方面被寄予厚望。频谱感知的循环特征检测算法复杂度较高,而能量检测算法在信噪比比较低的情况下检测性能不理想;针对这种情况,在改进离散傅里叶变换(MDFT)滤波器组结构的多载波调制系统中,提出一种基于MDFT滤波器组调制的两步检测算法。该算法结合了循环特征检测较强的抗噪声干扰特性,以及能量检测算法复杂度低的优势。仿真结果表明:所给出的两步检测算法在较低信噪比时相对于MDFT能量检测、OFDM循环特征检测等其他算法,其检测性能有明显改善;同时MDFT循环特征检测算法可有效降低算法复杂度。

三阶离散chirp傅里叶变换研究

多项式信号的参数估计是信号处理领域的重要问题,利用三阶离散chirp傅里叶变换可以对三阶多项式信号进行参数估计。研究三阶离散chirp傅里叶变换。给出了三阶离散chirp傅里叶表达式,分析了三阶离散chirp傅里叶变换和三阶连续chirp傅里叶变换的关系。提出了把三阶离散chirp傅里叶变换分解为频率线性chirp率平面、频率二次chirp率平面、线性chirp率二次chirp率平面的方法。利用此方法分析了三个平面内的主瓣、旁瓣的大小。讨论了不同采样率对三阶离散chirp傅里叶变换性能的影响。计算机仿真结果证明了分析的正确性。

同步挤压改进短时傅里叶变换分频相干技术在断裂识别中的应用

受地震资料分辨率低以及地层产状所造成的背景噪声影响,难以准确识别小断裂及裂缝发育区,因此,利用同步挤压改进短时傅里叶变换的高时频分辨率技术,将地震数据体谱分解得到不同频率的单频数据体,再结合多道倾角导向相干技术对单频数据体进行相干计算。结果表明:同步挤压改进短时傅里叶变换分频多道倾角导向相干技术能够有效削弱因地震资料分辨率以及地层产状所造成的背景噪声影响,不仅具同步挤压改进短时傅里叶变换的高时频分辨率的优势,而且还有多道倾角导向相干技术对断裂准确刻画的优点。应用该方法在南海某工区断裂识别中取得了很好的效果。

基于同步挤压改进短时傅里叶变换的谱分解应用

随着油气勘探开发深度的增加以及地震数据采集受外界的干扰严重,使得地震资料处理解释人员对于含油气层的识别也变得更加困难。基于时频分析的地震谱分解技术已经广泛应用于油气储层预测中;但由于短时傅里叶变换、小波变换、S变换、Wigner-Ville分布等传统时频分析方法受自身窗函数的约束,使得它们的时频聚焦性不高或交叉项干扰,导致油气检测结果存在很大的误差。针对这一难题,为了实现准确的储层预测,通过对短时傅里叶窗函数进行拓展,并且对拓展后的短时傅里叶变换结果执行挤压,将挤压结果重排放置于信号的瞬时频率处,提出了同步挤压改进短时傅里叶变换。信号分析表明同步挤压改进短时傅里叶变换具有更高的时频聚焦能力。将同步挤压改进短时傅里叶变换与地震谱分解技术结合,并将其运用于实际地震资料,结果表明,该方法可以对含油气层进行精细刻画,频率异常特征十分显著,对于含油气性检测具有很强的实用性。

偏最小二乘法在傅里叶变换红外光谱中的应用及进展

偏最小二乘法(PLS)是一种应用非常广泛的化学计量方法,它综合了多元线性回归法(MLR)和主成分回归法(PCR)的优势,具有预测能力强和模型相对简单等优点。PLS使傅里叶变换红外光谱的应用范围不断扩大,同时算法也得到了改进和完善。文章介绍了偏最小二乘法在傅里叶变换红外光谱中的应用,对改进算法,如移动窗口PLS(MWPLS)、稳健PLS(RPLS)、加权PLS(WPLS)和非线性PLS等进行了介绍。同时,对应用PLS时数据的预处理、变量的选择、噪声的处理和非线性模型的建立进行了综述。

基于分数阶傅里叶变换的雷达通信一体化信号共享研究

为了减少电子战平台的体积和电磁干扰,一种有效的途径就是实现雷达与通信一体化。本文根据信号能量共享原则,提出了基于同调频率不同初始频率Chirp序列组的雷达通信一体化方案,可在不影响雷达性能的前提下,采用分数傅里叶变换实现单Chirp信号多比特的数据传输。同时根据通信链路的误码率和吞吐率研究了基于定向天线的一体化平台的通信性能。最后分析了初始频率分辨率和解调对系统性能的影响。通过系统仿真表明,此基于定向旋转天线的一体化平台具有较好的低误码率和高稳健性,能够满足大批量数据的传输要求。

含未知参数的多分量Chirp信号的分数阶傅里叶分析

目的 提出基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的含未知参数的多分量Chirp信号的检测和参数估计方法方法 由分数阶傅里叶变换的Chirp基分解特性及其与时频分布的关系论证多分量Chirp信号的分数阶傅里叶分析方法,并通过计算机模拟验证方法的有效性结果与结论 和联合的WignerVille分布(WVD)及Hough变换(HT)方法相比,基于FRFT的含未知参数的多分量Chirp信号的分析方法,不用考虑多分量信号的交叉项问题,从而省略了WVD的直角坐标到极坐标转换和两维扫描的Hough变换。

一种分数傅里叶变换域的切普信号扩频通信方式

在直扩通信系统中,当干扰信号瞄准频谱中心频率时,将严重影响信号的解调.针对这一问题,该文提出一种基于分数傅里叶变换(FRFT)的切普(Chirp)信号扩频方法,该方法采用Chirp信号对二进制基带码元进行扩频,Chirp在相应的分数傅里叶变换域上有最佳的能量聚集特性.通过改变扩频所用Chirp信号的调频率k的取值使其在相应的分数傅里叶域上的能量聚集位置(即峰值位置)不同而实现调制,在接收端通过对峰值位置的判决解调出相应的信息.仿真分析表明,该方法可获得较好的误码率性能,且具有结构简单、运算量小的特点.

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。

分数傅里叶变换离散化(DFRFT)算法和应用研究

分数傅里叶变换是传统傅里叶变换的发展和推广,在信息处理中有非常广泛的应用。文章对已发展的四种分数傅里叶变换离散化算法进行了系统的归纳和总结,重点比较了几种算法的优缺点,指出了适用范围,并对其中三种主要方法给出了计算机模拟结果;在此基础上,用解啁秋法对chirp信号进行了检测和滤波,并给出了仿真结果。

基于循环包络经验傅里叶分解的轴承故障诊断方法

针对傅里叶分解方法存在过度分解、运算时间长等问题,提出了一种基于循环频谱包络的经验傅里叶分解(CEEFD)算法,并将该算法运用到滚动轴承故障诊断中。首先,对信号进行了快速傅里叶变换(FFT),获得了信号的频谱,对傅里叶频谱进行了循环包络,得到了包络曲线,减少了无用极值点的个数,抑制了噪声对分量的干扰;然后,采用改进的局部最大最小值(local max min)分割技术,对频谱包络曲线进行了频带分割;最后,构建了零相位滤波器,采用逆快速傅里叶变换(IFFT)对每个频带进行了信号重构,得到了若干个瞬时频率且具有物理意义的单分量信号;通过对仿真信号和滚动轴承实测信号的分析,并将其与经验模态分解(EMD)、经验小波变换(EWT)、傅里叶分解方法(FDM)、变分模态分解(VMD)和经验傅里叶分解(EFD)进行了实验对比验证。研究结果表明:采用CEEFD方法获得的单分量包含了更准确的故障特征信息,验证了CEEFD方法的有效性,CEEFD方法可用于轴承的故障诊断;相对于上述方法,CEEFD方法具有更高的准确精度和更强的抗噪声干扰能力。

基于分数傅里叶域信号处理的迈克尔逊干涉法测量波长

建立了迈克尔逊干涉法测量波长所得条纹图的数学模型,揭示了其线性调频信号(chirp信号)特性,提出了基于分数傅里叶变换信号处理方法对迈克尔逊干涉条纹进行处理,实现了激光波长测量。实验结果表明:该测量方法具有可行性,对于波长范围为400~635 nm的激光,波长测量的平均相对误差约为0.39%。在干涉条纹图被高斯白噪声污损情况下,波长测量的平均相对误差仍然小于1%。

基于快速傅里叶变换的可见光室内定位技术的研究

针对传统室内定位方式系统复杂,响应时间不理想的问题,本文利用傅里叶变换处理经方波调制的光信号,用来降低响应时间,并对光信号在传输过程中的反射影响进行了优化,建立了精度高,响应时间快的定位系统模型.基于光强和距离的函数关系,我们给出对接收平面的倾角修正,从而解算出接收器坐标.将该理论构想应用于定位装置,最终实现了快速响应和较高精度的可见光定位系统.