【摘 要】
:
线性调频信号是一种非平稳信号,由于其截获概率低、作用距离远以及具有大时宽带宽积等优点,广泛应用于雷达、声呐、通信以及地震探测等领域。传统的线性调频信号的检测与参数估计方法大多是在高斯噪声环境下进行的,但近年来研究发现,实际应用中的噪声大多是非高斯的,更适合用alpha稳定分布模型描述。这种背景下,基于高斯噪声模型的信号处理方法均不再适用。因此,开展alpha稳定分布噪声下线性调频信号检测与参数估计
论文部分内容阅读
线性调频信号是一种非平稳信号,由于其截获概率低、作用距离远以及具有大时宽带宽积等优点,广泛应用于雷达、声呐、通信以及地震探测等领域。传统的线性调频信号的检测与参数估计方法大多是在高斯噪声环境下进行的,但近年来研究发现,实际应用中的噪声大多是非高斯的,更适合用alpha稳定分布模型描述。这种背景下,基于高斯噪声模型的信号处理方法均不再适用。因此,开展alpha稳定分布噪声下线性调频信号检测与参数估计方法的研究具有重要意义。传统参数估计方法在alpha稳定分布噪声下性能退化。对此,论文提出一种基于压缩变换函数的alpha稳定分布噪声下线性调频信号参数估计新方法。首先构造了一种新的压缩变换函数,并将其与分数低阶函数进行对比,推导证明了该函数具有更好的脉冲噪声抑制能力。接着分析了该函数在零点附近的近线性,推导了任意随机变量经过该函数变换后二阶矩有限,同时证明了函数变换后线性调频信号的初始频率和调频斜率信息不发生改变。然后将变换后的含噪信号进行分数阶傅里叶变换,根据变换域中峰值点坐标与信号参数的关系,寻找变换域中的峰值点,得到信号参数估计。仿真实验表明,该方法可有效抑制脉冲噪声且能准确估计出信号的参数信息,实现简单,具有良好的稳健性。Alpha稳定分布噪声下,传统的时频分析方法也不再适用。针对此问题,论文构造了一种能抑制大幅值脉冲噪声的柯西型变换函数,并在该函数的基础上提出一种短时柯西傅里叶变换时频分析新方法。该方法利用线性调频信号的短时平稳性,通过对时域观测信号加滑动窗,基于所提柯西型变换函数对窗内信号频域分析,得到信号的短时柯西傅里叶变换。该方法能够抑制脉冲噪声从而得到信号的时频分布。然后利用线性调频信号在时频域中为一条直线的特征,采用Hough直线检测法对线性调频信号的时频分布进行分析,得到信号的参数估计。仿真实验表明,该方法可以在alpha稳定分布噪声下有效估计信号参数,且对于不同强度的脉冲噪声均具有良好的性能。相关熵是近年来提出并迅速发展的信号处理新理论。相关熵实质上是一种相关函数,通过核函数的选取可以实现脉冲噪声的抑制。传统的相关熵大多采用高斯核函数,利用高斯函数的指数衰减特性实现对脉冲噪声的抑制。但由于脉冲噪声的随机性和不可测量性,单一的相关熵核函数面对这类复杂数据时处理能力较弱,此外还存在不能抑制连续相似脉冲噪声的问题。基于此,论文构建了一种混合相关熵函数(MCF),以增强函数对复杂数据的处理能力,再对混合相关熵函数进行加权处理得到加权混合相关熵函数即WMCF函数,以解决相关熵无法抑制连续相似幅值噪声问题。WMCF函数保持了相关熵能抑制脉冲噪声的特点,同时相比于相关熵,WMCF函数的级数展开式中包含了信号的所有阶矩信息。另外,论文推导证明了alpha稳定分布下WMCF的存在性。将WMCF函数与STFT时频分析方法相结合,得到脉冲噪声下信号的SWMFT时频分布。利用线性调频信号的时频分布为直线这一特征,采用Hough变换得到信号的参数估计。该方法可对非高斯噪声背景下的信号进行时频分析,且在脉冲强度较大的环境下也能很好的抑制脉冲噪声,估计出信号参数。
其他文献
合成孔径雷达(SAR)作为一种主动式的对地观测系统,可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上,全天时、全天候获取遥感数据,分辨率高,且穿透力和存活力极强,因而被广泛应用于军事和民用领域。作为一种独特的侦察手段,SAR在军事领域最主要的应用是实现对特定军事目标的检测和识别,推动军事战场的信息化、现代化以及高效化。因此如何实现SAR图像目标识别具有重要的理论和实践意义。近年来,计算机硬件性能飞速提升,
随着科技水平的发展,水下探测已经成为世界范围内一项重要的科学探测工作。水下光学成像是开展水下科探的重要手段之一,其图像质量是影响探测成效的关键因素。然而,复杂的水体环境致使水下物体成像时受悬浮颗粒吸收和散射作用影响,形成模糊的边界与较低的对比度,水中物体难以被辨认,同时呈现不同程度的蓝绿色偏,不能反映水下物体的真实样貌,也为后续一些图像处理高级任务带来困难。水下图像复原处理能够提升这类图像的清晰程
恒虚警率处理作为雷达系统中实现自动目标检测的重要技术手段,是当今雷达信号处理领域中不可或缺的一部分。雷达工作的电磁环境随着军用、民用无线电技术的快速发展和应用而变得日益复杂,其对目标检测方法的性能要求也在不断提高。最早被提出的经典恒虚警率处理方法由于不具备自适应的特性,在复杂的背景环境中往往无法保持良好的检测性能。因此,如何根据参考单元的样本特性自适应的计算检测门限就成为了恒虚警率方法研究的主要方
随着信息时代的逐步发展,人们对图像分辨率的要求也越来越高。由于通过改进硬件提升拍摄图像分辨率的方案成本较高且存在瓶颈,人们对已获取的图像分辨率也有提升需求,因此,超分辨率重建技术通过使用数字信号处理的方法提高图像分辨率,获得了国内外学术界与商业界的极大关注和深入研究。基于深度学习的图像超分辨重建方法是近年来新兴的一类方法,此类方法主要使用卷积神经网络从大量的低分辨率-高分辨率图像对中学习二者间的映
目标检测与跟踪是计算机视觉领域的研究热点,随着技术的高速发展,逐渐应用到了生活、军事等各个领域。尽管已经有很多优秀的算法被提出,但在实际应用场景中,对检测算法的实时性要求较高,而且尺度变化、遮挡等因素会对跟踪算法造成较大的影响,目标检测与跟踪技术依然存在很大挑战。本文主要研究了基于深度学习的目标检测算法和基于核相关滤波的目标跟踪算法,针对存在的问题做出了相应改进。主要内容与改进工作如下:对基于深度
随着社会的不断发展和人们生活水平的日益提高,人们开始更加重视人类自身的身体属性在科技进步中的重要性,利用人体姿态提取技术开发相关的应用技术以及分析海量的图像、视频数据已经成为了当今互联网发展的主流趋势。而单人姿态估计作为人体姿态提取技术的基础,自然成为了众多领域的基础技术。人体姿态的关节点相比于其他任务,尺度较小,对遮挡以及模糊非常敏感,因此算法在设计过程中对精度和鲁棒性都有非常高的要求,目前的单
雷达信号处理是通过对雷达回波数据进行分析和处理来获得感兴趣目标的速度、角度和高度等有用信息的一种处理方式。由于雷达的接收回波数据中会存在着大量的强杂波干扰,这会严重影响雷达对感兴趣目标的检测、定位、跟踪及识别等性能。为了降低杂波对雷达目标探测性能的影响,需在对复杂环境中杂波特性研究的基础上,再通过设计性能良好的滤波器来抑制杂波对雷达目标探测的影响。因此,杂波的参数估计和杂波抑制滤波器的设计方式是实
随着无线通信技术的蓬勃发展和广泛应用,人们对信息的高效可靠传输提出了更高的要求。无线通信系统中始终面临的一个关键问题是如何在信道条件不断地随着时间变化的情况下实现一种具有高吞吐率的通信协议。与固定码率编码方案不同,无码率码能够根据干扰情况自适应地调整传输的编码符号数量,而无需对信道质量进行估计或对码率进行显式调整。在面对快速变化或无法估计的信道时,无码率码的优势更为显著。作为一种无码率码,Spin