多分量Chirp信号时频表示与参数估计研究及其应用.pdf

上海大学
博士学位论文
多分量Chirp信号的时频表示与参数估计的研究及其应用
姓名:于凤芹
申请学位级别:博士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:曹家麟
20041201
摘要:性交差,所以,对于多分量藕牛钟械乃咝允逼捣植疾皇亲詈玫氖逼藕攀且恢值湫偷姆瞧轿刃藕牛惴旱赜τ糜谕ㄐ拧⒗状铩⑸伞⑸医学和地震勘探等系统,许多自然现象也可以用藕抛魑P藕拍P汀1疚以多分量藕盼Q芯慷韵螅捎檬逼抵嘏乓籋变换、分数阶傅立叶变换、三参数臃纸獾确椒ǎ远喾至緾信号的时频表示、检测与参数估计进行了较为深入的研究。从时频聚集性、交叉项抑制、分量间的可分辨性等方面,研究了模糊函数、癈类双线性时频分布对多分量藕诺氖逼当硎拘阅堋>」苣:数和缘シ至緾信号有最好的时频聚集性,但它们对多分量藕的时频表示却存在交叉项干扰。嗍逼捣植际褂煤撕交醇跎俳徊嫦睿但平滑也使时频聚集性下降,交叉项和较低的时频聚集性又导致分量间的可分辨分析工具。由于多分量藕旁谑逼灯矫嫜兔辉诮徊嫦詈驮肷校苯哟悠涫逼捣布很难辨别信号的存在。为此提出了将该信号的双线性时频分布作为图像,由于藕旁谑逼灯矫娉手毕撸肏变换检测图像中直线的原理,将噪声中多分量藕诺募觳庥氩问兰谱;晃T诓问占溲罢揖植考ù笾导捌湎嘤坐标的问题,使检测和参数估计一并完成。针对械慕徊嫦罹璈变换后会形成伪尖峰:抑制此伪尖峰而平滑交叉项又造成时频聚集性下降这一矛盾,提出了基于时频重排一浠缓统槿⊥枷窦挂籋变换的两种改进方法,从而既解决了交叉项抑制与时频聚集性下降的矛盾,又缩短了浠坏氖奔洌岣了检测和参数估计的准确性,也改善了抗噪声性能,并将时频重排一浠环法应用于对噪声中多运动目标雷达回波信号的检测,仿真实验结果证明了该方法的有效性。深入系统地研究了分数阶傅立叶变换篎的基本理论,包括傅立叶变换算子的分数阶化过程、的定义与性质、典型信号的、分数阶傅立叶域的概念和运算、与其它的时频表示的关系、以及离散的计算等。我们的目的是从多个角度揭示和分析多分量藕旁谑当的分数阶傅立叶变换域呈现冲激信号特征的机理。利用这个特征,提出了对直接序歹口扩频通信系统中多个宽带干扰的识别和剔除方法,仿真实验结果浇明了这种方法的可行性。研究了变换的定义和物理意义,它适合于对多分量敌藕诺南上海大学博士学位论文
性时频表示,但其定义的高维参数空间无法使它实际应用。分析了匹配追逐算法原子的预估计的匹配追逐方法,来对多分量藕沤惺逼当硎居氩问兰啤的旋转协变性和径向移不变性,并通过将该算子作用于比例后的高斯基函数,得到用比例、旋转、径向移位三个参数表示的樱笴原子由五个参以搜索最佳三参数樱⒔玃椒ㄓτ把握信号中固有的时频结构,避免原始押算法因局部优化的贪婪性对信号的过于原理和寻找最佳时频原子的计算复杂性。在此基础上,提出了具有三参数首先,提出了基于分数阶傅立叶变换的旋转一径向移位算子,证明了该算子对数降为三个参数表示;然后提出了基于预估计的匹配追逐算法篜于合成信号、实际的声音信号和地震数据。实验结果表明,方法能从整体上分解,可以得到信号的紧凑表示,并能提供每个至康牟问;谌问臃纸獾氖逼捣植际呛阏模缓徊嫦罡扇牛挥写靶вΓ矣薪细叩时频聚集性和可分辨性。关键词:多分量藕牛皇逼当硎荆杭觳庥氩问兰疲臃纸猓悍质赘盗⒁侗浠唬涸す兰频钠ヅ渥分鹚惴上海大学博士学位论文
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期:猳.—/原创性声明本论文使用授权说明期塑辍丝本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑上海大学博士学位论文
第一章绪论研究对象瞬息万变丰富多彩的世界呈现给我们时刻变化着的信号,变幻着色彩的光、变化着音调的声音,正是在这样变化的信号中才蕴藏着丰富的信息Ⅲ。根据信号的一阶和二阶统计量是否与时间有关,可将其分为平稳信号和非平稳信号,非平稳信号又称为时变信号,其频率随时间有较大的变化,且呈现较强的时间局部性,因而其统计量与时间有关。非平稳信号广泛地出现在工程技术领域,在雷达、声纳、无线电通信系统中,由于传播介质物理特性的时常扰动,使传播的信号频率产生变化:接收系统与目标之间的相对运动产生的多普勒效应,也会使信号的频率发生改变。生物医学信号中的脑电图波形、心率突变信号、核磁共振信号等,由产生机理决定了它