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改进的时频分布及其在雷达信号中的应用

甘泉  
【摘要】:为了提高雷达信号分析的性能,目前大量的研究开始采用基于时频分布的分析方法。但是由于时频分布需要对信号进行二维的分布计算,庞大的计算量成为影响雷达信号分析效率的一个重要因素。如何在保持信号时频分布分析方法性能的同时,减少信号处理的运算量成为一个急需解决的问题。在对雷达信号的到达角估计研究中,在阵列信号处理的基础上应用空间谱估计方法是当前较为普遍而常见的处理方式。但基于空间谱估计的到达角估计方法需要在阵列信号矩阵的基础上通过复杂的矩阵运算过程实现对到达角的估计,大规模的运算量和繁琐的数据处理过程成为影响信号到达角估计实时性能的重要因素。如何快速而有效地实现对非平稳雷达信号到达角的估计成为雷达信号分析研究的一项重要任务。 为了提高雷达信号分析的效率,本文从加窗短时信号的角度入手,对Cohen类时频分布及其在信号处理中的应用进行了以下几个方面的研究: (1) 通过理论和实验对短时信号在相关域的分布特点进行了分析和总结,根据Cohen类时频分布交叉项抑制在相关域对核函数的要求,给出了基于短时信号的时频分布对多分量信号交叉项抑制的核函数约束条件。 (2) 根据短时信号的交叉项抑制条件,对几种类型的Cohen类时频分布进行了分析和改进,提出了基于短时信号改进的Cohen类分布的概念。根据短时信号在相关域分布的特点,提出针对短时信号的短时比较分布的核函数及定义。 (3) 提出了通过在短时信号的基础上运用改进的时频分布实现对信号的瞬时频率估计、频率调制分析以及信号类型识别等方面的应用方法。针对几种具体的时频分布类型,分别给出了实现的过程和算法,并进行了相应的实验分析。 理论分析和实验数据表明,在雷达信号分析的过程中,运用基于短时信号改进的时频分布,在大大地减小了信号处理的运算量增强了信号分析的灵活性的同时,也保持了时频分布原有的时频聚集特性和交叉项抑制能力,为多分量


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