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射频信号去噪算法研究

射频信号去噪算法研究

作者：程靖宇电子科技大学

学位级别：硕士

现如今,射频信号的应用领域日趋广泛,如:无线通信、RFID射频信号检测与识别系统、雷达通信系统等。射频信号就是经过一定调制得到的利于信道传输的高频信号,然而噪声干扰的不可避免性会使得接收端对于接收信号的信息解析产生误差,对后... 详细信息

现如今,射频信号的应用领域日趋广泛,如:无线通信、RFID射频信号检测与识别系统、雷达通信系统等。射频信号就是经过一定调制得到的利于信道传输的高频信号,然而噪声干扰的不可避免性会使得接收端对于接收信号的信息解析产生误差,对后续研究工作造成不良影响,因而去噪意义不言而喻。目前,信号处理领域已有诸多去噪算法,各种算法都有其优劣性及应用条件,但大多数都应用于图像和低频信号,针对射频信号的研究则相对较少,这就使得射频信号去噪算法的课题具有重要价值和意义。本文以小波分析理论和奇异值分解理论为重点,研究了它们的去噪可行性,并将其应用至射频信号中,主要工作如下:首先,概述了射频信号去噪的背景及意义,简述了国内外研究现状和进展,并对通信系统中的常见噪声、射频含噪信号模型和常用的去噪指标做了介绍。其次,详细介绍了小波分析法相关理论,主要包括:多分辨率分析、连续和离散小波变换、Mallat快速算法、小波基数学特性和选取原则以及常用小波函数。将小波阈值去噪算法应用于射频信号,介绍了阈值施加方式和阈值估计准则,并进行了实验仿真和对比分析。结果表明:针对本章节的仿真信号,选取不同小波参数,高频系数直接置零法均失效,而利用软硬阈值函数和多种阈值估计准则的方法取得了良好的去噪效果,信噪比分别提高了约4.9～7.8d B不等,均方根误差和互相关系数指标也都有所提升。最后,介绍了奇异值分解去噪理论,通过仿真分析了分解矩阵的构造和维数以及奇异值处理对去噪结果的影响,并提出了两种结合方式下的小波和SVD的联合去噪算法。结果表明:针对本章节的仿真信号,利用Hankel矩阵构造信号,得到的去噪效果良好,且在矩阵维数相近并选取前2个主奇异值重构信号时的效果最优,信噪比提高了约30.4d B,同时小波和SVD的第二种结合方式的去噪效果优于第一种,使小波高频系数置零法的信噪比改善了约18.0d B。

关键词：射频信号去噪小波分析奇异值分解

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射频信号及工频磁场对电能表电能影响的研究

射频信号及工频磁场对电能表电能影响的研究

作者：方正武北京化工大学

学位级别：硕士

随着智能电网建设的全面推进,智能电能表作为计量电能的终端产品需求量大大增加,随之带来表计检定量骤然倍增,传统检定模式不仅效率低,而且浪费了大量的人力、物力和财力。因此,大规模智能电能表自动化检定流水线得到快速发展。与此同时... 详细信息

随着智能电网建设的全面推进,智能电能表作为计量电能的终端产品需求量大大增加,随之带来表计检定量骤然倍增,传统检定模式不仅效率低,而且浪费了大量的人力、物力和财力。因此,大规模智能电能表自动化检定流水线得到快速发展。与此同时,智能电能表自动化检定流水线上的电磁环境对智能电能表计量准确度的影响也逐渐引起了关注。本文首先介绍了智能电能表及其分流器和分压器原理,概述了电磁兼容和电磁环境对智能电能表影响的研究现状,分析了自动化检定流水线环境中电磁干扰的来源以及射频信号和工频磁场对智能电能表电能计量影响的机理,现场测量了自动化检定流水线上射频信号和工频磁场的强度。其次,确定了射频信号的类型,分析了射频信号在通信系统中的关键技术:正交频分复用（OFDM）调制和QAM调制。建立了射频信号的64QAM调制模型,仿真分析了射频信号的特性。最后,基于智能电能表的工作机理及射频信号对电能表影响的干扰途径,建立智能电能表射频干扰模型,并在干扰模型的基础上,建立射频信号对电能表计量误差影响的数学模型,仿真计算误差大小,给出大规模自动化检定流水线射频信号对智能电能表影响的结果。

关键词：自动化检定流水线射频信号工频磁场 64QAM调制电能表计量误差

一种基于射频信号倒频谱的民用无人机识别和分类方法

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2021年第4期38卷 597-606页

作者：管祥民马健翔张维东中国民航管理干部学院民航通用航空运行重点实验室北京100102 浙江建德通用航空研究院浙江省通用航空运行技术研究重点实验室建德311612 北京航空航天大学成都创新研究院成都611930 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

由于监管不利,由小型无人机引起的扰航及空域非法入侵等事故对公共安全造成了不良影响。为了解决此问题,本文使用反向传播神经网络算法、支持向量机算法和K近邻算法对位于禁飞区边缘的无人机的下行信号倒频谱进行识别和分类。在户外实... 详细信息

由于监管不利,由小型无人机引起的扰航及空域非法入侵等事故对公共安全造成了不良影响。为了解决此问题,本文使用反向传播神经网络算法、支持向量机算法和K近邻算法对位于禁飞区边缘的无人机的下行信号倒频谱进行识别和分类。在户外实地实验中收集了电磁静默环境下5种不同民用无人机的下行信号,并对这些信号进行了倒频谱分析。结果显示,本文提出的工作流和实现方法在非合作无人机的识别和分类方面取得了较好的效果,尤其在无人机识别方面,3种机器学习算法的平均准确率均可提升至近90%。

关键词：无人机识别射频信号倒频谱机器学习

基于乘方射频信号和马赫曾德尔调制器的光学频率梳产生技术研究

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基于乘方射频信号和马赫曾德尔调制器的光学频率梳产生技术研究

作者：史睿南京邮电大学

学位级别：硕士

光学频率梳（Optical frequency comb,OFC）是由一系列均匀间隔的离散频率分量组成的、具有稳定相干相位关系的频谱,在计量学、微波光子学、天文学等领域有着广泛的应用。常用的OFC产生方式主要有锁模激光器法、光纤非线性效应法、微环... 详细信息

光学频率梳（Optical frequency comb,OFC）是由一系列均匀间隔的离散频率分量组成的、具有稳定相干相位关系的频谱,在计量学、微波光子学、天文学等领域有着广泛的应用。常用的OFC产生方式主要有锁模激光器法、光纤非线性效应法、微环谐振腔法和电光调制器法。其中,基于电光调制器的OFC产生方法具有平坦度高且梳线间隔可调的优势,但产生的OFC存在梳线数目不可编程、装置结构复杂等不足。针对这些问题,本课题旨在研究梳线数目多且可调谐、梳线间隔可调谐、平坦度和边模抑制比高的OFC产生技术。首先,本文提出一种基于乘方射频信号驱动同相模式马赫-曾德尔调制器（Mach-Zehnder modulator,MZM）的OFC产生方法,包含单个MZM和级联MZM两种结构,介绍了该方法的装置结构和工作原理,建立了理论模型并进行了仿真实验研究。利用仿真软件Optisystem,对耦合运算电路、射频源频率、基准调制电压、上下支臂的调制电压差和偏置电压差等参数进行讨论,分析这些参数对产生的OFC梳线间隔、梳线数目和平坦度的影响。该方法易于实现,产生的OFC平坦度高,所需调制电压低,梳线数目多且可调谐;利用低频的射频信号经过乘方运算耦合产生倍频的多频驱动信号,拓宽了 OFC梳线间隔和带宽,降低了 OFC产生装置的成本。接着,本文提出一种基于乘方射频信号驱动推挽模式MZM的OFC产生方法,包含单个MZM和级联MZM两种结构,介绍了该方法的装置结构和工作原理,建立了理论模型,分析得出平坦梳线所对应的工作参数,并进行了仿真实验研究。利用仿真软件Optisystem,对耦合运算电路、射频源频率、调制电压和偏置电压等参数进行讨论,分析这些参数对产生的OFC梳线间隔、梳线数目、平坦度和边模抑制比的影响。该方法易于实现,利用低频的射频信号经过乘方运算耦合产生倍频的多频驱动信号,拓宽了 OFC梳线间隔和带宽,产生的OFC平坦度和边模抑制比高,梳线数目可选择。

关键词：光通信光学频率梳马赫-曾德尔调制器射频信号运算电路

基于软件无线电的射频信号识别与干扰技术研究

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基于软件无线电的射频信号识别与干扰技术研究

作者：夏子良西安电子科技大学

学位级别：硕士

近些年,随着无线通信技术的迅速发展,射频信号的识别和干扰技术在信息对抗、电磁空间防护等军用方面发挥着越发重要的作用。在民用通信方面,由于移动通信业务的急剧增长和无人机等电子设备的迅速普及,无线电频谱的合法利用和管制受到巨... 详细信息

近些年,随着无线通信技术的迅速发展,射频信号的识别和干扰技术在信息对抗、电磁空间防护等军用方面发挥着越发重要的作用。在民用通信方面,由于移动通信业务的急剧增长和无人机等电子设备的迅速普及,无线电频谱的合法利用和管制受到巨大挑战。射频信号识别和干扰技术能够实现对非法信号进行监测、侦收、识别与干扰,保障己方通信稳定安全,因此也成为通信对抗领域的研究方向之一。本文对射频信号常用的两种通信信号形式——数字调制信号和跳频信号进行了识别和干扰技术的研究分析。研究工作的路线是通过搭建软件无线电平台对真实通信环境下的信号样本数据侦收,同时利用平台的灵活性和可重配置的特点完成大量的信号数据采集。接下来对信号的特征进行分析处理,结合神经网络模型对信号进行训练学习实现识别和参数的估计。在信号已识别的基础上,针对性对射频信号进行初步干扰实验,以此达到对射频信号识别和干扰一体的目的。本文具体的工作如下:(1)本文基于软件无线电对射频信号常用的通信形式数字调制信号和跳频信号的识别和干扰技术展开了研究。调研了国内外软件无线电技术以及信号识别和干扰技术的研究现状。对软件无线电的基础和所研究的射频信号模型进行了简要介绍,并对神经网络和射频信号干扰原理进行了概述,为后文的信号识别方法和干扰方式的研究提供理论支撑。(2)设计了基于深度神经网络模型的数字调制模式识别方法。首先搭建了基于软件无线电的数字调制信号收发平台,对八种调制信号在真实的通信环境下的数据进行采集。其次,分析并提取信号的特征生成数据集输入到设计的神经网络模型进行大规模的样本训练,得到识别分类结果。最后对已识别调制信号进行循环谱分析得到载频和带宽的估计,为后续的干扰提供参数基础。(3)完成了跳频信号的识别分选及参数估计。同样基于软件无线电数据采集平台对实际无人机的通信跳频信号进行侦收,对信号进行预处理后,利用图像特征的形态学和连通区域提取的方法对跳频信号时频图进行参数估计,通过聚类完成跳频时频参数的提取和分选。最后基于卷积神经网络对跳频时频图像进行快速识别分类,为跳频信号监测和对抗提供数据库支持。最后设计了射频信号干扰源平台对信号的合成和干扰进行频谱实测。通过软硬件方案的设计实现了调制信号和跳频信号的干扰测试,完成射频信号的识别和干扰技术的研究。

关键词：软件无线电射频信号识别干扰神经网络

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射频信号光纤传输的幅相特性研究

现代雷达 2014年第8期36卷 60-62,65页

作者：黄波南京电子技术研究所南京210039

介绍了在雷达等电子信息系统中,采用光纤传输技术来传输射频信号时,会带来信号幅度和相位的变化。频率越高,幅相变化越大,其中相位变化尤为突出。幅度的变化,主要是由光纤传输损耗和色散导致的射频信号功率衰落引起的;相位的变化,主要... 详细信息

介绍了在雷达等电子信息系统中,采用光纤传输技术来传输射频信号时,会带来信号幅度和相位的变化。频率越高,幅相变化越大,其中相位变化尤为突出。幅度的变化,主要是由光纤传输损耗和色散导致的射频信号功率衰落引起的;相位的变化,主要是由激光器和光纤所处的环境温度变化引起的。在外部温度环境变化时,射频传输信号的相位会发生很大的飘移,这会造成雷达相参等性能的下降,降低雷达对微弱信号检测的能力,应该引起足够的重视。

关键词：射频光传输射频信号光纤传输雷达

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基于超声射频信号的乳腺肿瘤分级算法研究

南京理工大学学报 2018年第4期42卷 385-391页

作者：严郁朱伟蔡润秋蔡晓巍张宏李千目吴意赟南京理工大学计算机科学与工程学院江苏南京210094 南京中医药大学附属医院(江苏省中医院)设备处江苏南京210029 南京中医药大学附属医院(江苏省中医院)超声医学科江苏南京210029

为解决乳腺肿瘤超声的定量分级问题,从超声射频信号的角度提出了一种乳腺肿瘤分级的评价算法。以乳腺影像报告和数据系统(Breast imaging reporting and data system,BI-RADS)作为分级依据,将提取的超声射频(Radio frequency,RF)信号进... 详细信息

为解决乳腺肿瘤超声的定量分级问题,从超声射频信号的角度提出了一种乳腺肿瘤分级的评价算法。以乳腺影像报告和数据系统(Breast imaging reporting and data system,BI-RADS)作为分级依据,将提取的超声射频(Radio frequency,RF)信号进行图像重建、图像分割并获取乳腺肿瘤感兴趣区(Region of interest,ROI)及其特征参数:熵和标准差。量化分析特征参数与病灶良恶性分级之间的关系,实现了对乳腺肿瘤的3级、4级、5级的分级,分类成功率达到84.9%。研究结果表明,超声射频信号对辅助临床诊断具有重要意义,熵和标准差可以有效地实现乳腺肿瘤超声分级。

关键词：乳腺肿瘤射频信号感兴趣区熵标准差乳腺影像报告和数据系统图像重建分级

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基于射频信号的转发式干扰系统仿真模型

探测与控制学报 2019年第1期41卷 53-58页

作者：郝明明盛怀洁陈明建国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

针对无人机数据链干扰现阶段传统的压制性干扰效果差,完整形式的欺骗性干扰技术实现难度大的问题,提出了对无人机数据链的转发式干扰基本构想,建立了转发式干扰系统仿真模型。该模型利用平方倍频法和延时相关法分别对射频信号的载频、... 详细信息

针对无人机数据链干扰现阶段传统的压制性干扰效果差,完整形式的欺骗性干扰技术实现难度大的问题,提出了对无人机数据链的转发式干扰基本构想,建立了转发式干扰系统仿真模型。该模型利用平方倍频法和延时相关法分别对射频信号的载频、码速率等参数进行了盲估计。通过引入转发干扰成功率作为转发式干扰稳定与否的判断标准,探究了射频存储长度、转发周期和信噪比等转发干扰参数对系统的影响情况。仿真实验结果验证了转发式干扰系统的可行性,且在转发干扰参数满足一定边界条件时,可以实现对无人机稳定干扰,实验结果可为工程应用提供一定参考。

关键词：反无人机转发式干扰射频信号仿真模型

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射频信号仿真软件人机交互模块设计

射频信号仿真软件人机交互模块设计

作者：黄燕电子科技大学

学位级别：硕士

在现代电子测试系统中,任意波形发生器是一种提供激励信号给被测单元的信号发生器。为了生成所需的波形,需要使用波形编辑软件来产生对应的波形数据。但是,使用波形编辑软件来产生雷达、超宽带等射频应用中所需的波形数据,需要专业用户... 详细信息

在现代电子测试系统中,任意波形发生器是一种提供激励信号给被测单元的信号发生器。为了生成所需的波形,需要使用波形编辑软件来产生对应的波形数据。但是,使用波形编辑软件来产生雷达、超宽带等射频应用中所需的波形数据,需要专业用户进行大量的编程操作。为了简化用户的工作,快速生成射频信号数据,开发一款射频信号仿真软件具有重要意义和价值。该软件作为所在教研组研发的任意波形发生器的重要附加功能,将增强其在同类仪器中的竞争力。射频信号仿真软件包含了人机交互模块和后台数据处理模块。人机交互模块负责向后台模块提供参数接口,由后台模块建立数学模型生成波形数据。本文针对人机交互模块的设计展开研究,主要研究工作如下:1、软件体系结构的设计。射频信号仿真软件可同时开发多个信号生成模块。为了提高软件的可扩展性和维护性,采用了平台/插件体系结构来对软件的整体构架设计,以应对用户的需求变更。2、平台的设计。合理划分仿真软件平台的功能,将平台的设计分为主界面、插件管理系统、平台与插件间的接口三部分。其中,接口的设计根据提供的功能不同,分为显示类接口和功能类接口,其具体实现由抽象类完成。3、通用调制信号模块插件的界面设计。分析该插件的功能和后台数据处理模块需要的参数,对界面的数据进行结构设计。在此基础上,将该插件的界面划分为多载波模块和单载波模块。每个模块的界面都根据MVP（模型-视图-表示器,Model-View-Presenter）设计模式被分为数据层、显示层和控制层三个部分来设计。通过控制层来完成数据层和显示层的同步更新,以实现它们之间的完全解耦。4、自定义控件的设计。本次图形用户界面开发工具选择了Qt工具包。由于Qt提供的原有控件并不能完全满足本次设计需求,所以本文对需要的控件进行自定义设计。通过对软件平台和通用调制信号插件界面的测试验证,本文设计的人机交互模块界面友好,操作方便;不仅实现了平台调用和管理所有插件的功能,同时完成了对通用调制信号模块插件界面的设计和具体的参数设置以及管理生成的波形数据。

关键词：任意波形发生器射频信号人机交互平台/插件 MVP