一种低信噪比下的LFM脉冲信号起始频率校正方法

采用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)实现LFM脉冲信号检测与参数估计时,针对处理数据与LFM脉冲信号起始点不一致时,LFM脉冲信号起始频率存在一定偏差问题。依据分数阶傅里叶变换中信号能量峰固有特性,提出一种适用于低信噪比条件下的LFM脉冲信号起始频率校正方法。该方法首先通过FRFT变换和chirp相乘对数据进行变换处理,消除LFM脉冲信号中调频斜率;然后对变换后结果进行滑动、累积处理,得到一组能量峰数据;最后通过搜索该组能量峰拐点实现对LFM脉冲信号起始点检测,并利用检测起始点对LFM脉冲信号起始频率实现校正。数值仿真结果表明,该方法在事先无法获取处理数据中LFM脉冲信号起始点情况时,可有效校正分数阶傅里叶变换对LFM脉冲信号起始频率估计存在的偏差。

基于傅里叶级数的椭圆球面波信号时频分析

基于数值仿真的椭圆球面波(PSWFs)信号时频分析,无法获取PSWFs信号某一频率幅值随时间变化显式表达式。针对这一问题,引入傅里叶级数,将PSWFs信号按傅里叶级数展开,利用Wigner-Ville分布(WVD)分析每一频率随时间的变化情况,并重点研究了PSWFs信号WVD时频中心点、时频峰值点、时频零点等特殊点随自身参数(时间带宽积、阶数)之间的变化规律。理论和仿真结果表明:PSWFs信号WVD具有良好的对称性,其时频中心点幅值极性与阶数有关;PSWFs信号WVD由时频峰值圈(时频峰值点连线)组成,且时频峰值圈位置及个数与阶数、时间带宽积密切相关。时频中心点、时频峰值点、时频零点等特殊点,可作为PSWFs信号WVD重要特征参量,其特性规律能够为PSWFs信号时频检测奠定理论基础。

冻融循环对花岗岩声发射特性影响的试验研究

在高寒地区,冻融对岩石声发射特征和抗冻性指标有着重要的影响。针对这一问题,利用在寒区采集的花岗岩试件开展冻融试验和冻融岩石的单轴压缩声发射试验。试验结果表明:花岗岩试件抗冻系数随冻融循环次数的增加而逐渐减小;试件的质量损失率随冻融次数的增加而增大。随着冻融循环次数的增加,试件端部效应趋于明显,试件破坏时的声发射撞击数显著增大。声发射振铃计数可分为接触期、平静期和破坏期3个阶段,随着冻融循环次数的增加,接触期持续时间延长且振铃计数明显增加;平静期振铃计数密度变大,有较多突变点;破坏期振铃计数较大且持续时间较长。随着冻融循环次数的增加,声发射信号峰频点由分散凌乱向优势频段集中,岩石试件临近破坏时,声发射信号峰频优势频段逐渐向中高频段集中,低频段声发射信号不断减少;不同冻融循环作用次数对应的声发射能量概率密度都能较好地满足幂定律分布;表征尺度不变性的临界指数随冻融循环次数的不断增加,呈现出先减小后缓慢增大的趋势。试验结果对在寒区应用声发射技术鉴别和预报岩体的稳定性以及研究岩石冻融损伤机制有重要意义。