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计算机应用 2009年第B12期29卷 379-381,384页

作者：温少伟王京辉丁琮天津理工大学计算机与通信工程学院天津300191

通过实验八种经典和现代的数字信号谱估计算法,并分析了这几种谱估计算法对不同特性信号主要包括周期信号、声音信号和随机信号的影响和差异,从这些算法所表现出的特征和差异中得出针对不同特征信号的谱估计算法性能的优劣性。

关键词：谱估计算法功率谱周期图 AR模型分辨率

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自回归谱估计算法的分类及应用

华中工学院学报 1987年第2期 23-28页

作者：郑小军杨叔子华中工学院机械工程一系

为了进一步使自回归谱估计算法系统化,为评价算法、选择算法和发展新算法提供参考,本文提出了一种自回归谱估计算法的分类法.文中还介绍了在此分类法的指导下研究出来的一种新的自回归谱估计算法.

关键词：自回归模型谱计算方法谱估计算法时间固定算法时间递推算法阶数递推算法准则函数

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基于谱估计和粒子群算法的电压闪变计算方法

电力科学与技术学报 2016年第4期31卷 18-25页

作者：吴丹岳国家电网福建省电力有限公司电力科学研究院福建福州350007

间谐波的注入会导致电压的均方根值和峰值发生波动从而引起闪变,基于调幅波模型的闪变检测模型的测量精度较差。提出一种基于谱估计算法和粒子群算法的间谐波闪变检测方法。首先,通过比值法确定电压信号中不同频率分量的个数,再利用谱... 详细信息

间谐波的注入会导致电压的均方根值和峰值发生波动从而引起闪变,基于调幅波模型的闪变检测模型的测量精度较差。提出一种基于谱估计算法和粒子群算法的间谐波闪变检测方法。首先,通过比值法确定电压信号中不同频率分量的个数,再利用谱估计算法确定各分量的准确频率;然后,利用粒子群算法确定各个分量的幅值和相角,计算间谐波闪变值。仿真结果表明:该方法对于调幅波闪变信号和间谐波闪变信号,以及两者的混合闪变信号,均能快速准确地检测间谐波参数并计算闪变值。

关键词：闪变间谐波谱估计算法粒子群算法

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基于MUSIC算法多脉冲采样的ARM抗诱饵测向误差分析

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哈尔滨工程大学学报 2014年第8期35卷 1008-1014页

作者：司伟建朱曈张梦莹哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对ARM采用空间谱估计算法对抗雷达有源诱饵系统时,由于同一脉冲内各辐射源数据间具有强相关特性而使得算法的估计性能有所下降的问题,建立了多脉冲采样时观测数据分组相关的数学模型。通过Taylor展开的方法对随机相位矩阵的逆的期望... 详细信息

针对ARM采用空间谱估计算法对抗雷达有源诱饵系统时,由于同一脉冲内各辐射源数据间具有强相关特性而使得算法的估计性能有所下降的问题,建立了多脉冲采样时观测数据分组相关的数学模型。通过Taylor展开的方法对随机相位矩阵的逆的期望进行求解,从而得到多脉冲采样下MUSIC算法对抗诱饵的测向误差近似值。并通过仿真实验给出了在脉冲数、辐射源数、阵元数及入射角度间隔不同时,估计有效比与经典MUSIC算法理论值的差异程度。采样脉冲数较少会使得ARM采用超分辨算法时的实测估计误差与理论值有较大差异。

关键词：抗诱饵 MUSIC算法测向误差相干 Taylor展开条件数谱估计算法

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非相干散射雷达信号处理方法研究

非相干散射雷达信号处理方法研究

作者：卢义峰西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着科技的发展,电离层对卫星导航、无线电通信、广播、空间探测等人类活动的影响越来越显著。因此,电离层的探测技术也越来越重要。非相干散射雷达具有时空分辨率高、覆盖空间范围广等突出优点,能检测到电离层的微弱散射信号。由于电... 详细信息

随着科技的发展,电离层对卫星导航、无线电通信、广播、空间探测等人类活动的影响越来越显著。因此,电离层的探测技术也越来越重要。非相干散射雷达具有时空分辨率高、覆盖空间范围广等突出优点,能检测到电离层的微弱散射信号。由于电离层的特殊性,非相干散射雷达通常采用复杂的信号编码和信号处理方法进行探测。本文结合云南曲靖非相干散射雷达的建设和相应实验,深入研究了非相干散射雷达信号处理算法,并设计了一套信号处理软件。首先,研究了非相干散射雷达探测技术基础。介绍了非相干散射雷达信号处理流程,重点研究了模糊函数理论和时延剖面矩阵的形成原理。推导了二维模糊函数、距离幅度模糊函数和距离模糊函数之间的关系。同时推导出了电离层散射信号自相关函数与模糊函数以及回波信号自相关函数之间的关系。给出了由时延剖面矩阵计算自相关函数,并由自相关函数得到功率谱的方法。介绍了传统长脉冲、现代长脉冲、整数阶交替码和分数阶交替码的信号处理算法并比较了它们的优缺点。其次,针对传统信号处理算法的不足,引入新的后检测滤波算法和谱估计算法,并结合实测数据的处理结果,与传统算法进行对比分析。根据窗函数设计有限长冲激响应滤波器,并替换原有的盒形滤波器,有效地提高了非相干散射雷达后检测滤波器的性能。同时,将AR模型、最小方差谱估计法等现代谱估计算法引入到非相干散射雷达的信号处理中,极大地提高了谱估计的精度。最后,配合上述算法设计了一套非相干散射雷达信号处理软件,有效地提高了信号处理系统的灵活性和可靠性。分析了软件需求,并根据需求将软件分为数据配置模块、数据显示模块、信号处理模块和图像显示与操作模块四个模块,其中数据配置模块分为配置选取模块和显示模块。对每个模块进行了设计与实现,针对信号处理模块,采用MATLAB与VC++混合编程的技术,提高了软件算法的灵活性和可拓展性。最后,对软件的各个模块进行了测试,验证了软件的可靠性。

关键词：非相干散射雷达后检测滤波谱估计算法软件开发

现代谱估计方法在QJISR信号处理中的应用

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现代谱估计方法在QJISR信号处理中的应用

作者：王亚杰西安电子科技大学

学位级别：硕士

在科学时代的前进道路上,航天事业的发展显得日益重要,导致空间和天文科学研究面临更多机遇和挑战,因此对电离层的探测值得高度重视。时至今日,非相干散射雷达作为一种针对电离层的探测工具被发明和使用,并被证实是最有效的。我国首套... 详细信息

在科学时代的前进道路上,航天事业的发展显得日益重要,导致空间和天文科学研究面临更多机遇和挑战,因此对电离层的探测值得高度重视。时至今日,非相干散射雷达作为一种针对电离层的探测工具被发明和使用,并被证实是最有效的。我国首套非相干散射雷达,在“子午工程”的支持下,于2012年在云南曲靖建成,称为曲靖非相干散射雷达(QJISR)。QJISR主要用于空间碎片探测和空间等离子体探测,发挥重要作用。本文结合QJISR实测数据,研究基于交替码的非相干散射信号处理方法,优化滤波算法和谱估计算法,改善自相关函数估计,并设计相应的雷达软件,具有较大的应用价值和发展前景。首先,阐述了非相干散射的基本原理。介绍了探测电离层的重要性,分析了目前非相干散射探测现状以及软件雷达的应用发展趋势。主要讨论了非相干散射信号处理与电离层参数反演。详细分析了基于交替码调制的非相干散射信号处理算法,包含整数阶交替码与任意分数阶交替码。其次,提出一种基于数据拟合自相关函数估计算法。在传统基于交替码调制的非相干散射雷达信号处理算法中,针对零时延处距离模糊大,自相关函数精度差等不足,通过拟合自相关函数来逆推零时延处的自相关值。通过对实测回波数据处理结果进行对比分析,证明了提出方法的可行性。再次,结合传统的ISR信号处理算法,完成基于整数阶交替码与任意分数阶交替码的非相干散射雷达实测数据处理实验。针对后检测滤波算法和传统谱估计算法的不足,提出通过窗函数设计FIR滤波器和现代谱估计算法的思路。结合实测数据对算法进行分析验证。最后,针对非相干散射信号处理分析其软件功能需求,对软件进行开发和设计。利用仿真和实测数据,对软件不同功能模块进行测试分析。目前软件系统已在云南观测站(曲靖)实地安装并运行,具备良好的稳定性和可靠性。

关键词：曲靖非相干散射雷达自相关函数后检测滤波交替码谱估计算法

网络化数字监测接收机的计算机控制与信号处理研究及实现

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网络化数字监测接收机的计算机控制与信号处理研究及实现

作者：陈晓峰电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线电通信技术在各个邻域的广泛应用,有限的频谱资源日益紧缺,对频谱进行监测和管理势在必行。通过对无线电信号频谱特性的测量即可达到频谱监测的目的。本文就监测接收机系统进行研究,主要针对软件系统功能进行实现。通过对... 详细信息

随着无线电通信技术在各个邻域的广泛应用,有限的频谱资源日益紧缺,对频谱进行监测和管理势在必行。通过对无线电信号频谱特性的测量即可达到频谱监测的目的。本文就监测接收机系统进行研究,主要针对软件系统功能进行实现。通过对国内外接收机系统的研究现状和指标的分析,提出了本接收机软件系统的需求,讨论了该软件系统的架构和工作流程,确定了固定频率监测、存储扫描、频段扫描和全景扫描四种工作模式。在跨平台的集成开发环境CodeBlocks中使用C++图形用户界面库wxWidgets进行软件系统的开发,主要实现了主界面和相关的设置面板。接收机系统分为硬件系统和软件系统两部分,采用客户端/服务器的结构进行通信。在用户界面中基于TCP/IP网络协议实现了客户端的基本功能,并设计了软硬件系统间的通信指令。在管理软件系统中多个任务时使用互斥量实现了多线程互斥和同步的机制。为了更好的对数据进行观察,在用户界面中实现了二维曲线绘图功能,可对硬件系统传回的数据进行显示和分析。为了监测跳频信号,在用户界面中实现了瀑布图绘制功能。通过对经典功率谱估计算法和滑动DFT算法的研究,讨论了基于滑动DFT的谱估计方法,并将该方法用C语言实现后封装成C++类,应用于绘图模块中。最后对接收机系统进行联合测试,分别使用不同的输入信号,通过软件系统对硬件系统的工作模式进行切换,并在用户界面上显示相应的处理结果。由测试结果可知,本接收机系统基本实现了频谱监测和分析功能。

关键词：频谱监测用户界面多线程滑动DFT 谱估计算法

基于77GHz FMCW雷达的生命体征检测算法研究

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基于77GHz FMCW雷达的生命体征检测算法研究

作者：代霞电子科技大学

学位级别：硕士

本文利用77GHz FMCW毫米波雷达进行包括呼吸与心跳在内的人体生命体征非接触检测,尽管基于FMCW雷达的生命体征检测已有诸多研究,但仍存在一些问题,如呼吸谐波处理、复杂环境中动态杂波与静态杂波抑制、多目标的精确定位与跟踪等,这些问... 详细信息

本文利用77GHz FMCW毫米波雷达进行包括呼吸与心跳在内的人体生命体征非接触检测,尽管基于FMCW雷达的生命体征检测已有诸多研究,但仍存在一些问题,如呼吸谐波处理、复杂环境中动态杂波与静态杂波抑制、多目标的精确定位与跟踪等,这些问题的存在限制了雷达生命体征系统向高稳定性和高准确性系统的发展。面对以上问题,本文从FMCW雷达原理出发,详细推导了生命体征检测中,以单周期和多周期chirp为发射信号的雷达中频信号表达式,并对多周期中频信号进行快慢时间采样,从功率谱公式的角度,分析了基于1D-FFT的距离检测原理和基于2D-FFT的呼吸心跳信号检测相位提取原理。在呼吸谐波处理上,首先在呼吸谐波判断方面,本文提出了两种方法:在2D-FFT频域结合呼吸基波判断呼吸谐波的方法以及根据心跳信号时域峰值均方差判断呼吸基波的方法;在呼吸谐波消除上,也提出了两种方法:方法一,根据2D-FFT频谱图上呼吸基波频率及其他谱峰频率检测呼吸谐波,并使用陷波滤波器去除谐波。方法二,针对平滑滤波及带通滤波后的心跳信号,采用相位二阶差分的方法减小呼吸谐波的影响。在多目标定位与跟踪上,本文主要从距离与方位角检测两个方面着手研究。在距离定位方面,本文提出了多目标距离跟踪锁定算法,包括对1D-FFT频谱数据进行目标有效区域锁定、提取前3K个最大峰值（K为潜在目标数）、峰值距离单元众数统计、峰值距离单元频次筛选、距离单元去重、K个潜在目标距离单元筛选、潜在目标相位提取、相位展开、潜在目标展开相位均方差判断、人体目标锁定等过程,使用该算法进行目标距离跟踪能从静态杂波中有效分辨人体目标,并对不同人体目标进行区分,实现高精度距离检测。在方位角定位方面,设计了基于1D-FFT和MVDR波束形成的目标定位方法以及基于3D-FFT的目标定位方法,能抑制动态杂波,并减小计算量。在呼吸与心跳信号频率估计上,本文使用了三种谱估计算法:2D-FFT,MUSIC和MVDR算法,提供了具体的算法流程、算法参数以及算法实验结果。对多个不同对象共进行了数百次实验,根据实验数据,三种算法心跳检测误差分别为3.35%,4.37%,2.75%,实验结果表明,在稳定性、心跳检测准确性、计算复杂度等方面综合考虑下,2D-FFT算法性能在三种算法中最好。最后,本文使用Python设计了雷达生命体征检测演示系统,实现了上位机与下位机的UART通信。

关键词： FMCW雷达生命体征呼吸谐波去除谱估计算法多目标定位跟踪

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基于AR谱的声矢量传感器阵方位估计

声学技术 2004年第z1期23卷 250-252页

作者：肖卫国高翔东南大学无线电工程系南京210096

　　1.引言　　水声信号处理中研究的对象是声场,基于传统的声压传感器阵的水声信号处理只拾取声场的声压,而具有方向敏感性的矢量传感器可以同时测得质点振速等矢量信号,即同时获得p,Vx,Vy,Vz四个关于目标信息的物理量,由于获得的关于... 详细信息

　　1.引言　　水声信号处理中研究的对象是声场,基于传统的声压传感器阵的水声信号处理只拾取声场的声压,而具有方向敏感性的矢量传感器可以同时测得质点振速等矢量信号,即同时获得p,Vx,Vy,Vz四个关于目标信息的物理量,由于获得的关于声场信息量的增加,基于矢量传感器阵的定向精度必将得到改善[1].常规的波束形成法如Bartlett法,Capon法是一种非参数谱估计法,没有将信号的可用信息结合到估计中[2],本文将AR模型法引入声矢量阵信号处理,将信号的模型结合到谱估计算法中,获得了更精确,分辨率更高的谱估计.……

关键词：声矢量传感器阵方位估计声信号处理谱估计算法声场阵信号处理声压传感器方向敏感性波束形成法质点振速矢量信号谱估计法目标信息模型法可用信息定向精度信息量物理量分辨率非参数

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FIM空间谱估计的加窗算法

声学技术 2003年第z2期22卷 167-169页

作者：宋志杰中国科院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100080 海军潜艇学院青岛266071

　　1引言　　Bucker[1]提出利用阵元间互功率谱中存在的角度信息,估计平面波功率谱密度.Wilson[2]将该方法进一步发展为逆波束形成(IBF)方法.IBF有较高的方位分辨力(束宽为CBF的2/3)和抑制噪声干扰能力[3],信噪比增益较CBF提高3分贝.IB... 详细信息

　　1引言　　Bucker[1]提出利用阵元间互功率谱中存在的角度信息,估计平面波功率谱密度.Wilson[2]将该方法进一步发展为逆波束形成(IBF)方法.IBF有较高的方位分辨力(束宽为CBF的2/3)和抑制噪声干扰能力[3],信噪比增益较CBF提高3分贝.IBF算法由傅立叶积分谱估计算法(FIM)、峰值提取器(ENNPP)和跟踪器(M ofN)三个部分组成.其核心部分为傅立叶积分谱估计算法(FIM),相当于波束形成器.利用IBF算法处理舷侧声阵海上实艇试验数据时,由于旁瓣过高,结果不理想.本文把FIM中协方差矩阵的Toeplitz平均结果看作一维阵空间上复互功率谱的分布,通过对其加窗处理,使FIM的性能得到了改善.……

关键词：空间谱估计加窗算法谱估计算法互功率谱波束形成器傅立叶信噪比增益协方差矩阵功率谱密度方位分辨力抑制噪声算法处理试验数据角度信息积分干扰能力方法提取器平面波跟踪器