基于过零点斜率加窗解调的ACARS信号接收方法

飞机通信寻址与报告系统(ACARS)允许飞机和地面站之间发送和接收报文,在保障飞行安全、实现空中交通管制等方面具有重要意义。通信链路的噪声和频偏是影响ACARS信号接收性能的关键因素。针对ACARS信号接收过程中的失真等问题,深入研究频偏、噪声等因素与ACARS报文接收性能之间的关系;在充分考虑噪声与多普勒频移等因素的基础上,提出基于过零点斜率加窗解调的ACARS信号接收方法,并从理论和仿真分析2方面探讨不同方法的抗频偏抗噪声能力;设计并搭建基于软件无线电平台的ACARS信号接收系统。通过对ACARS报文接收性能的仿真分析和真实报文接收性能的对比分析,表明所提方法在提升抗噪声和频偏能力、降低误码率等方面均具有优势。

基于Blackman窗全相位FFT双谱线校正的同步宽频相量测量方法研究

为进一步分析电网电力电子化特征日益明显所带来的影响,电网运行状态监视向间谐波和高次谐波方向延伸,对同步宽频测量提出了更高要求。同步宽频测量广泛采用的加窗插值频谱分析方法存在频谱泄露,当基波频率发生偏移或信号中存在邻近信号时会导致较大误差。针对此问题,文中提出采用基于Blackman窗全相位FFT双谱线校正的改进宽频相量测量方法,结合全相位FFT和Blackman余弦窗对宽频信号进行频谱分析,并利用双峰谱线进行参数校正。文中方法可以有效提升频谱泄露的抑制效果,降低邻近频谱干扰,提升基波频偏或邻近频谱的复杂运行工况宽频信号参数测量精度。

基于加Blackman窗FFT和db44小波包变换的综合电力系统谐波分析

传统的傅里叶变换(FFT)主要适用于平稳信号的分析,确定信号的幅值和频率,但会丢失信号的局部信息,而小波包变换虽然可以准确得到信号局部细节的信息,但其分析精度不及傅里叶变换。将高分析精度的傅里叶变换和可以准确得到信号局部细节信息的小波包变换结合,提出结合两者优点的谐波分析方法。对平稳信号采用加Blackman窗傅里叶变换进行分析,得到信号的频率和幅值。对暂态信号采用db44小波包变换进行分解分析,得到信号局部细节的信息。通过MATLAB仿真结果表明,该方法可以准确分析电力系统中的稳态谐波并准确定位暂态谐波。

基于加窗互模糊函数估计的卫星搜救定位技术

【目的】随着卫星技术的不断发展,将卫星应用于地面信息网络低覆盖区域进行人员搜救已普及,卫星搜救定位技术作为人员和设施位置指示的有效手段,广泛应用于海上、航空和个人遇险救援行动。而全球卫星搜救系统的发展和研究中,搜救源高精度和快速的定位是其主要目标。【方法】针对卫星搜救信号突发特点,采用双星时频差定位作为卫星搜救定位方法,其所需的到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)参数估计是提高定位精度的关键。为了提高双星时频差定位技术的参数估计性能和定位精度,文章提出了一种基于时域加窗的互模糊函数(CAF)时频差估计搜救定位技术方案,通过时域加窗CAF来提高时频差估计的精准度,并利用估计值代入双星时频差定位方程组从而解算出搜救信号源位置,即通过高效地提高时频差参数估计精度达到定位精度提高的目的,以准确找到搜救源。【结果】仿真结果表明,加窗下的CAF时频差参数估计方法可用于搜救定位中,能够获得精确时频差估计值,且加入傅里叶变换后可以减少参数估计时间,进而优化定位性能。将时差误差控制在4μs内、频差误差控制在0.2 Hz以内时,定位精度可以达到千米量级。【结论】文章所提方案并入卫星搜救定位技术后定位性能得到改善,能够支持卫星搜救定位技术在搜救系统中的应用,算法结构简单,复杂度低,具有实际可行性。

融合加窗和自适应加权引导滤波改进的Canny算法

针对Canny算法滤波过程中图像细节部分缺失和无法有效去除噪声,并且无法动态识别图像边缘的问题,提出一种融合加窗和自适应加权引导滤波的Canny算法。该算法对Canny算法做出两点改进:一是使用加窗滤波器对图像进行处理,有效滤除噪声,然后对图像进行数学形态学滤波处理,有效增强图像边缘;二是引入分段权值模型对引导滤波算法的正则化参数自适应修正,使其能够根据梯度信息区分边缘和非边缘,从而达到动态识别图像边缘的效果。相比传统Canny算法,改进算法处理后的信噪比提高了1.05~5.22 dB,品质因数提高了0.16~0.35。实验结果表明:改进算法能有效滤除椒盐噪声,识别出比较清晰和完整的边缘。

非整周期采样下的新型负荷加窗FFT电能计量算法对比研究

随着越来越多的新能源发电并入电网,电力系统惯量显著降低,另一方面,高铁、电弧炉、大功率充电站等冲击性新型负荷不断对电力系统造成扰动,使得系统频率波动增大。然而,当系统频率波动较大时,传统的快速傅里叶变换(fast fourier transform,FFT)方法会在非整周期采样下出现频谱泄露和栅栏效应,可能导致计量电能产生较大的误差。本文针对非整周期采用条件下的新型负荷计量精度问题,对比了FFT、Hanning窗双峰谱线插值FFT、Blackman窗双峰谱线插值FFT算法的适用性,发现FFT在基波电能计量方面仍然优于后两者,而对于谐波电能计量,Hanning窗双峰谱线插值FFT算法则明显优于其他算法。

一种加三项余弦窗的加窗插值FFT算法

提出了一种基于三项余弦窗exact Blackman窗的插值FFT算法。讨论了exact Blackman窗的频率响应,详细推导了基于exact Blackman窗的插值FFT算法的计算公式,并采用三次样条插值函数计算频率修正系数和复振幅的修正系数。仿真计算结果表明,利用三次样条函数计算的谐波幅值误差小于0.1%,频率误差小于0.01Hz,相位误差小于5%。新的插值FFT算法能够有效地提高电力系统谐波的测量精度,与其他四项余弦窗加窗插值FFT算法相比,具有较小的运算量和较好的实时性。

基于Blackman自卷积窗及三谱线插值修正的介质损失角计算方法

非同步采样时,基于谐波分析理论的介质损失角计算结果会有较大误差。为减小该误差,提出一种基于Blackman自卷积窗及三谱线插值修正的介质损失角计算方法。利用旁瓣性能优越的Blackman自卷积窗抑制信号频谱泄漏效应,同时提出利用幅值最大的谱线及其相邻的2根谱线进行三谱线插值以进行频谱校正,进一步提高介质损失角计算精度。在基波频率波动、介质损失角真值变化、谐波比例变化、白噪声影响、采样频率变化的情况下,将所提介质损失角计算方法和基于双谱线插值修正的介质损失角计算方法的计算结果进行对比,结果验证了所提方法的准确性与有效性。搭建了介质损失角模拟测量实验平台,在平台上运用所提方法计算介质损失角,结果表明所提方法的精度较高。

Blackman-Harris窗的插值FFT谐波分析与应用

快速傅里叶变换在非同步采样和非整数周期截断的情况下存在较大的误差,无法得到准确的谐波参数。加窗插值快速傅里叶变换算法广泛用于电力系统谐波,可改善因非同步采样和非整数周期截断造成的频谱泄露,提高分析精度。文章分析了Blackman-Harris窗的频谱特性,提出了基于Blackman-Harris窗插值的分析算法,运用多项式拟合求出实用的插值修正公式。仿真结果表明,Blackman-Harris窗插值FFT方法设计实现灵活,抑制频谱泄露效果好。

扩频系统频域窄带干扰抑制算法加窗损耗研究

扩频系统频域抗干扰算法通常采用数据加窗降低截断引起的频谱泄漏,采用数据重叠降低加窗带来的信噪比损耗.该文分析了数据加窗带来的信噪比损耗,研究了采用数据重叠后的信号合成输出问题,在Capozza(2000)的重叠选择输出方法的基础上提出了一种重叠相加输出方法.理论分析和仿真结果表明,与重叠选择输出方法相比,重叠相加输出方法减小了数据加窗引入的信噪比损耗,代价是增加了少量的加法运算.

谐波分析的加窗插值改进算法

加窗插值FFT是电力谐波分析的常用算法,文中在两方面对该算法进行了改进.提出了一类新的离散窗函数--矩形自卷积窗.m阶矩形自卷积窗由m个矩形窗通过卷积运算生成,其幅频特性在零点处的1～m-1阶导数均为0;谐波分析时,加这类窗可以最大限度地减小基波及各次谐波相互之间的频谱泄漏;另外,给出了适合新窗的插值算法,并对插值算法的一些常规做法进行了改进.基于新窗的改进算法易于实现,能显著提高谐波分析精度和减小计算量.仿真分析和实践验证了其可行性和有效性.

基于Blackman窗函数的插值FFT在电网谐波信号分析中的应用

对插值快速傅里叶变换(FFT)算法在电网谐波参数估计的研究表明:窗函数的类型和宽度是影响插值FFT算法分析精度的主要原因.通过对常用窗函数和电网信号的分析,Blackman窗适合分析电网信号,同时给出了基于Blackman窗的插值FFT算法.仿真结果表明,基于Blackman窗的插值FFT算法对电网谐波幅值、频率和相位的估计精度都达到了电能质量的国家标准.

一种应用原子分解和加窗频移算法分析频率相近谐波/间谐波的方法

针对含有频率相近谐波/间谐波成分的电力系统复杂信号,提出一种原子分解与加窗频移算法相结合的分析方法。首先对待分析信号进行加窗并应用快速傅里叶变换对加窗信号进行频谱分析,搜索幅值谱线的峰值,通过频域谱线的相位特性判断峰值谱线是否存在主瓣干扰。若存在主瓣干扰,使用原子分解算法在峰值谱线频率的一定邻域范围搜索最匹配的原子成分,提取受到主瓣干扰的谱峰谐波或间谐波参数。若不存在主瓣干扰,则使用加窗频移算法对峰值谱线进行频移,消除非同步采样造成的误差,获得谱峰谐波或间谐波参数。循环上述过程依次获得各谐波/间谐波的参数。算例表明本文方法可有效处理频率相近的谐波/间谐波信号。

一种加窗重叠信号平滑连接方法及其在振动信号预处理中的应用

分析了道路模拟试验振动信号预处理过程中需要解决的信号平滑连接问题必要性,提出了采用加窗重叠的方法进行信号平滑连接。并通过对加窗重叠过程的分析,确定了所采用的窗函数类型。实验结果表明,该方法能够较好地进行信号的平滑连接。

电压不平衡度的加窗FFT快速测量方法

电压不平衡度是电能质量的重要参数之一,其准确测量一方面依赖于三相电压基波相量(幅值和相位)的精确估计,另一方面需要快速求取相序分量。但是,频谱泄漏和栅栏效应会严重影响电压幅值和相位的估计精度,而相序分量计算过程中的开方运算又降低了不平衡度测量的实时性。提出电压不平衡度加窗快速傅里叶变换(FFT)测量方法。首先采用加窗FFT实现三相电压相量的准确计算,然后根据几何原理将方均根计算简化为多项式计算,从而实现相序分量及电压不平衡度的快速测量。仿真结果表明,所提方法可以达到与GB/T 15543—2008推荐方法相同的精度等级。实际测量实验进一步验证了所提算法的有效性及可行性。

反加窗算法及其在扩频系统窄带干扰抑制中的应用

为了证明反加窗算法是一种完全重构算法,将完全不同的反加窗算法和重叠加窗算法合并为相同的信噪比数学模型,分析了反加窗算法;通过建立等效模型,用信号重构理论推导出等效模型的信噪比损失,证明了反加窗算法是一种完全重构算法,提出了反加窗算法只有在信号不完全重构的条件下才需要使用的观点。在直接序列扩频系统中,通过对布莱克曼窗和汉宁窗的对比,在窄带噪声干扰下仿真误码率,证明了该文结论的正确性,并提出了干扰抑制方案。

基于加窗DFT的相位差高精度测量算法

本文提出一种基于加窗离散傅立叶变换(DFT)的相位差微机高精度测量算法,详细论述算法原理及实现步骤。采用该算法,相位差测量值理论上与信号频率无关,从而不需要跟踪测量信号频率,不需要对信号整周期采样。算法实现简单,计算量较小,精度高,对高次谐波和噪声具有较强的抑制能力,仿真计算和工程应用验证了其可行性和有效性。

振动信号频谱分析中的加窗及加窗幅值修正

在振动信号频谱中,为了消除加窗导致的信号频谱幅度的不一致问题,通常需要对加窗后信号的频谱进行幅值修正。一般情况下,幅值修正过程遵循两个原则幅值相等原则和能量相等原则。结合航空发动机振动信号处理中的类似问题,遵循幅值相等原则,结合工程实践,通过理论分析和数值仿真分析的方法,提出了一种基于正弦校准信号的加窗幅度修正的方法。该方法利用正弦校准信号频谱的特点,以及相关的信号处理理论和方法分析得出,加窗幅度修正系数为窗函数序列的直流分量。此外,依据该方法给出了5种常用窗函数的加窗幅值修正系数,并用数值仿真的方法对其正确性进行了验证。

加窗傅里叶变换在三维形貌测量中的应用

采用加窗傅里叶变换技术 (GTGM)对变形光栅图像进行分析 在窗口区域内提取基频 ,并随着窗口的移动进行叠加 ,有效地重构出全部的基频信息 ,改善了不同频谱的叠加现象 ,提高测量的精度 .

一种基于频域加窗的OFDM信道估计算法

该文分析了实际OFDM系统时域信道估计中的信道冲激响应(CIR)泄漏问题。提出了一种新的OFDM时域信道估计算法,利用频域加窗降低CIR泄漏,对CIR进行过门限判决,最大限度删除CIR中的噪声。在非整数采样多径衰落信道下与已有的OFDM时域信道估计算法进行了仿真对比,证明该算法有效降低了信道估计MSE值,改善了系统BER性能。