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确定性时变信号的分析与处理方法研究

刘庆云  
【摘要】:自然界的许多信号,以及许多工程应用,如通信、雷达、声纳等领域中所遇到的信号,根据Stone-Weierstrass理论,在一有限观测时间内都可表示成多项式相位信号形式。此类非平稳信号的分析与处理是近年来信号处理领域的研究热点之一。本文以多分量多项式相位信号为模型,研究其分析与处理方法。所取得的主要成果有: 1.针对多分量LFM信号的交叉项抑制问题,对自适应高斯核函数作了改进,并给出了有效的核参数估计方法。同时,基于LFM信号的模糊域特征,提出了一种新的自适应核函数。改进的核函数及新的核函数的宽度对信号长度具有自适应性,因而,在获得一定的交叉项抑制能力的同时,避免了信号自项能量的较大损失。同时,讨论了基于自适应核时频分布的多径时延估计问题。仿真结果表明,AAD峰值法优于Radon-Wigner变换法及Radon-AAD变换法。 2.分析了现有的基于PHAF估计mc-PPS相位参量的方法的局限性。提出了先由对应于不同时间延迟参数的高阶模糊度函数估计出一组相位系数估值,然后采取表决方法从该组估值中提取出最终相位系数估值的参量估计方法。该方法既回避了信号检测中的阈值选取问题,又提高了检测可靠性及参量估计精度,有效克服了基于高阶模糊度函数积的参量估计方法的局限性。更为重要的是,该方法所需计算量较小,有利于实时实现,因而,更有工程应用价值。 3.根据信号瞬时相关函数自项分量及交叉项分量相位的不同特点,采用相位匹配变换方法构造了一种时频分布。相对于多线性及双线性时频分布而言,所构造的时频分布不仅频率聚集性高,而且实现了绝大多数交叉项分量的有效抑制(其交叉项数目最多与WVD中的交叉项数目相同,但通常明显少于WVD中的交叉项数目),因而,该时频分布也更有利于揭示信号的内部结构特征。 4.引入了一个二维双线性相位匹配变换。利用各信号分量的瞬时频率变化率(IFR)在变换结果中表现为局部极值点,而交叉项则很少表现为极值点,以及


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