基于分数阶傅里叶变换的线性调频信号二维波达方向估计

本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的多线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号二维波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计方法.该方法利用FRFT对LFM信号的能量聚集特性,构造出一种新的分数阶傅里叶域的阵列信号数据模型,并利用MUSIC算法实现对多个LFM信号的二维DOA估计.仿真实验验证了算法的有效性.

基于分数阶傅里叶变换的距离维超分辨方法

宽带雷达目标一维距离像是实现目标识别的重要依据,提高距离维的分辨率对提高目标识别概率非常重要。针对超宽带雷达运动目标回波,采用分数阶傅里叶变换算法(FrFT)搜索并补偿带宽内的多普勒差异,同时将距离维时延信息转换为频域信息,采用多重信号分类(MUSIC)超分辨算法,针对FrFT处理后的数据进行超分辨。该方法实现了距离维信息的超分辨,其性能较传统的脉冲压缩技术或"去斜"技术有显著提高,可以应用到目标识别与分类中,提高正确识别概率。采用计算机仿真验证了所给出算法的有效性。

基于多阶次二维分数阶傅里叶变换的频谱弥散干扰抑制算法

现有频谱弥散(SMSP)干扰抑制算法均针对一个脉冲重复周期回波信号,涉及相干处理间隔(CPI)整体回波时,需要分别对每个重复周期内的SMSP进行抑制。针对该问题,以远距离支援干扰条件下线性调频脉冲多普勒雷达抗SMSP为背景,以雷达在真实目标方位接收到的一个CPI回波为处理对象,提出基于多阶次二维分数阶傅里叶变换的SMSP抑制算法。分析回波信号多阶次分数阶特征,结合采样型离散分数阶傅里叶变换快速算法,研究真实目标和干扰机发生分数阶域走动的临界运动参数,设计二维遮盖窗。仿真结果表明,所提算法无需分别对每个重复周期内的SMSP进行抑制,通过对一个CPI回波整体处理,可同时达成干扰抑制和目标检测的目的。

脑电信号的最优分数阶傅里叶变换

为消除噪声影响、准确提取信号特征,提出了对脑电信号进行最优阶次的分数阶傅里叶变换,以对脑电信号进行时频域分析.首先采用二维峰值搜索算法得出最优变换阶次,然后基于最优变换阶次对脑电信号进行分数阶傅里叶变换.实验结果表明,基于二维峰值搜索算法的最优分数阶傅里叶变换能更好地去除脑电信号的噪声,使信号具有非常好的能量聚集性,为脑电信号的特征提取以及进一步分析研究打下良好的基础.

基于四元数傅里叶变换的彩色图像增强

在彩色图像超复数二维傅里叶变换方法的基础上,提出了基于四元数傅里叶变换方法对彩色图像在频域内进行降噪和增强处理,先利用高斯带通滤波器对彩色图像在频域内进行滤波,然后再通过四元数傅里叶逆运算获得滤波后的图像。仿真实验结果表明,该算法对彩色图像去噪具有良好的效果。

正交柱透镜的分数傅里叶变换特性

根据正交柱透镜满足的几何关系,计算得到了正交柱透镜的透过率函数。之后根据菲涅耳衍射公式和已推导得到的透过率函数,导出了单正交柱透镜对称系统和双正交柱透镜系统输出面的光场复振幅分布,并与分数傅里叶变换定义式比较,得到了实现分数傅里叶变换的系统结构参量;正交柱透镜具有的不同维度实现不同级次分数傅里叶变换的性态,在雷达、通信的信号传递,图像加密和生物医学等应用领域具有实用价值。

基于小波和分数阶傅里叶变换的混沌图像加密

为了进一步提高加密效果和效率,本文提出一种基于小波分解和分数阶傅里叶变换的混沌图像加密方法。加密过程包括三个步骤:首先利用混沌序列对图像进行像素值扰乱;然后进行小波分解并提取出低频分量,对其进行分数阶傅里叶变换;最后进行混沌置乱得到最终加密图像。仿真结果表明该方法能够成功实现图像的加密和解密,具有很好的加密效果和安全性。

时空欠采样线性调频信号参数及其二维到达角联合估计

针对宽频段(2-18GHz)内非平稳来波信号的参数估计和测向问题,提出一种时空欠采样线性调频信号参数与二维到达角联合估计方法。该方法首先用时域解线调方法估计调频斜率,然后在分数阶傅里叶变换(FRFT)域进行滤波,实现信号提取。利用参考阵元及其延时通道进行无模糊初始频率估计,通过构建FRFT波束空间阵列模型实现无模糊测向。数值仿真表明,该方法能够实现宽频段内多个线性调频信号的参数和二维到达角精确估计,在低信噪比下仍有较好的估计性能。

基于FRFT的二维扩频通信方案

介绍了分数阶傅里叶变换的基本概念和原理,分析了线性调频信号在分数阶傅里叶变换中的特点,指出用分数阶傅里叶变换对线性调频信号进行检测和解调的理论依据,并在此基础上,提出了1种基于分数阶傅里叶变换的二维扩频通信方案。该方案的优点在于使通信系统的抗侦收和抗干扰能力更强,提高了战场的频谱使用率。

空间欠采样宽带线性调频信号二维DOA估计

宽带线性调频(LFM)信号较大的工作带宽会对传统数据处理造成压力。为此,提出一种在空间欠采样条件下对LFM信号进行二维波达方向估计的方法。根据分数阶傅里叶变换对宽带LFM信号的能量聚集特性,将信号源分离为平稳单频信号,并建立一种新的空间时频数据模型。在此基础上,构建空间均匀圆阵对入射信号进行处理,然后运用整数搜索法实现接收信号俯仰角和方位角的无模糊估计。仿真结果表明,相比非均匀L阵的阵列形式,该方法能够有效提升估计精度,降低计算量和运算复杂度。

基于小波超复数分数阶相位的显著目标检测

针对彩色图像中显著目标检测,提出联合多尺度小波变换和超复数分数阶相位(Multi-scale Wavelet and Phase of Quaternion Fractional Fourier Transform,MWPQFrT)的显著目标检测算法。结合人眼的视觉特性、多尺度小波变换的高分辨率特性、分频特性和超复数分数阶傅里叶变换的相位谱信息,在没有任何先验知识的条件下,能准确检测出彩色图像中的显著目标,具有很好的视觉检测效果。

基于频率-波数分析的激光Lamb波传播特性试验研究

Lamb波的频散和多模态特性,使得利用Lamb波信号的时域或频域特征实现缺陷的定量检测具有一定的困难。提出了一种在频率-波数内分析激光Lamb波传播特性的方法。基于全光学型激光超声检测系统,脉冲激光在固定位置激励,连续激光一维线扫描接收,获得时间-空间波场信号,可直观地显示激光Lamb波信号的传播特性以及激光Lamb波与缺陷之间的作用规律。采用二维傅里叶变换将波场信号从时间-空间域转换到频率-波数域,可有效识别信号中包含的各模态信息。为了保留空间信息,借鉴短时傅里叶变换的思想,采用短空间二维傅里叶变换得到沿扫描路径上波数的分布,从中可直观看出缺陷的位置。采用带通滤波结合连续小波变换的方法对短空间二维傅里叶变换的结果进行了优化。分别在有、无缺陷铝板中进行了试验研究,试验结果验证了该方法的有效性。

基于局部分割的快速人脸识别

针对人脸识别系统易受光照,表情与遮挡等因素的影响,提出一种基于局部分割的快速人脸识别算法。首先,建立高斯肤色模型,并融合几何特征快速实现人脸粗定位;然后,利用局部初次匹配与全局特征的方法排除背景环境对人脸检测的干扰以及减少匹配过程中的计算量,同时运用LBP算子对2D-Fr FT的幅度与相位特征的互补信息进行编码;最后,采用最近邻分类器进行分类识别。本文的方法在公共人脸图像数据库上进行仿真实验。结果表明,该算法简单、鲁棒性高、在速度与准确性方面具有良好的性能。

均匀圆阵多宽带LFM信号的二维DOA估计

针对均匀圆阵(UCA),根据不同线性调频(LFM)信号在对应阶次上的分数阶傅里叶变换(FRFT)域具有能量聚集性的特点,将不同时频特性LFM信号在FRFT域分离成一系列平稳单频信号,构造出FRFT域上新的空时频分布模型数据,结合MUSIC算法,提出了一种新的均匀圆阵多宽带LFM信号的二维DOA估计。通过仿真实验验证了该方法的有效性。

LFM雷达对抗移频干扰方法研究

针对现有移频干扰对抗方法,分析得出基于回波匹配输出中心频率鉴别干扰适用范围有限、调频斜率捷变LFM(Slope Varying LFM,SV-LFM)波形能够一定程度抑制干扰,但需设计合理捷变方式的结论.同时,以LFM脉冲多普勒雷达抗自卫式移频干扰为背景,提出联合相参积累和二维分数阶傅里叶变换(Two Dimensional Fractional Fourier Transform,2D-FRFT)干扰鉴别方法,根据回波信号在两种处理方式下的峰值差异,对比门限鉴别目标真伪.仿真结果表明分析结论正确,所提方法可行有效.

基于2D-RFRFT的密集假目标干扰自适应抑制算法

密集假目标干扰(DFJ)由截获全脉冲雷达信号生成,连续复制转发可有效压制雷达系统。分析了DFJ干扰特性,设计二维精简分数阶傅里叶变换(2D-RFRFT)。在此基础上,以自卫式干扰下线性调频相参雷达抗DFJ为背景,提出基于2D-RFRFT的密集假目标干扰自适应抑制算法;根据真实回波和干扰信号2D-RFRFT分布差异,引入中位数绝对偏差鲁棒统计量识别剔除干扰离群点;通过进一步阶次调整,抑制干扰的同时实现瞬时机动目标检测。仿真试验验证了所提回波处理工具和干扰抑制算法的可行性和有效性。

基于波数分析的激光Lamb波缺陷检测试验研究

Lamb波的频散和多模态特性,使得利用Lamb波信号的时域或频域特征实现缺陷的定量检测具有一定的困难。基于全光学型激光超声检测系统,采用波数分析方法对铝板中缺陷开展定量检测研究。脉冲激光在固定位置激励,连续激光一维线扫描接收,获得时间-空间波场信号,Lamb波信号的传播特征以及Lamb波与缺陷之间的作用规律被直观的展现。采用二维傅里叶变换将波场信号从时间-空间域转换到频率-波数域,信号中包含的各模态可很好的识别出来。为保留空间信息,借鉴短时傅里叶变换的思想,采用短空间二维傅里叶变换得到沿扫描路径上波数的分布,从中可直观看出缺陷的位置和尺寸。进一步根据波数和频厚积之间的关系,可计算得到缺陷处铝板的厚度。试验结果表明:该方法有效实现了缺陷位置、大小以及深度的评估。