线性调频Z变换

摘要： 基于多普勒雷达的非接触式心跳检测对于一些特殊场合有着重大的实用价值。然而,准确且快速的心率检测仍面临两大挑战:呼吸的强干扰以及心跳频谱分辨率不足。本文提出了一种基于77 GHz毫米波雷达的心跳检测方法,用于估计心率(HR)和心率奇异性(HRV)。首先,提出了一种基于自适应变分模态分解(AVMD)的方法,在呼吸强干扰下精确提取心跳信号。随后,引入了一种基于线性调频Z变换(CZT)的心跳频谱细化方法,显著提高了心率检测准确度。最后,通过测量6组模拟驾驶行为的实验数据来验证本文算法的有效性与鲁棒性。实验结果表明,10 s和3 s两种时间窗口大小下心率检测准确度(HRA)和连续心跳间隔(BBIs)的平均相对误差均取得了较好的效果。

摘要： Keystone变换(Keystone Transform,KT)是一种经典的雷达目标距离走动校正工具,现有诸多实现方法中以基于线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)和快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)的“CZT+IFFT”方法计算量最低.本文针对“CZT+IFFT”方法存在的频谱混叠问题,提出修正的“CZT+IFFT”方法,同时运用时间尺度(Time-Scaling,TS)和尺度估计(Scale-Estimation,SE)概念,进一步提出2种梅林域的KT实现方法.仿真试验验证了分析结论的正确性和所提方法的有效性.

摘要： 针对小型无人机目标雷达回波弱、目标检测难的问题,研究了在线性调频连续波(linear frequency modulation continuous wave,LFMCW)体制雷达下的长时间相参积累方法。通过推导LFMCW雷达回波表达式,提出了基于时域差频信号线性调频-Z变换的拉东-傅里叶变换实现方法。评估了该方法的运算量,并与频域实现的方法进行对比。经过仿真和实测数据验证了本文算法对LFMCW雷达下的弱目标相参积累的有效性。

摘要： 现代卫星通信系统为满足传输速率和加密等要求,采用了多种复杂或高阶复合调制信号.为实现各类调制信号的检测与识别,信号之间不同类型谱的谱线分布是重要特征之一.在介绍常见通信卫星调制信号在不同类型谱下的冲激谱线特征基础上,提出了一种基于线性调频Z变换的冲激谱线检测方法,消除了离散频谱"栅栏效应"对检测值的影响.通过高次方谱和分数低阶循环自相关谱的区域谱线检测方法,构建特征向量进行分类设计,实现对常见通信卫星调制信号的分类识别.该算法在低信噪比、未知码元速率等先验信息的情况下具有较好的识别效果.

摘要： 矢量网络分析仪因具有频率测量范围宽、测试精度高等优点,被广泛应用与射频微波领域.时域测量技术作为其一项重要的拓展功能,在进行时间域分析及解决特定场景下的测试问题时十分有用.分析了矢量网络分析仪的时域测量理论基础,探究了时、频域转换及时域选通实现的原理及方法,同时通过使用MATLAB软件对整个过程进行了仿真,实现了时域选通的过程并对结果与原始频域响应进行了对照分析.

摘要： 介绍了基于相位差法的线性调频连续波(LFMCW)雷达测距算法的原理,针对其计算量大和信噪比门限高的问题,提出一种改进相位差测距算法.该算法在快速傅里叶变换(FFT)的基础上先使用线性调频Z变换(CZT)对峰值附近的窄带进行细化,避免误差可能导致的谱线之间的相位差模糊,提高抗噪声性能,再应用相位差算法作距离估计.与经典算法进行仿真对比,结果表明,该方法的测距精度比改进Fitz算法高一个数量级,信噪比门限比补零相位差算法低7 dB,且运算量有一倍以上的减少,适用于低信噪比环境下对检测精度要求较高的实时场景,有利于现阶段工程实现和推广.

摘要： 增加相参积累时间是一种提高雷达探测能力的有效方法,但当目标速度较高时,长时间相参积累会导致目标出现距离徙动效应,从而降低了信噪比,影响雷达的探测威力。针对距离徙动问题,本文给出了Keystone变换(KT)校正算法,仿真评估了三种实现KT方法的性能,进而提出并实现了基于图形处理器(GPU)的线性调频Z变换(CZT)并行算法,结合外辐射源雷达实验证实了该方法的实时性和有效性。

摘要： 增加相参积累时间是一种提高雷达探测能力的有效方法,但当目标速度较高时,长时间相参积累会导致目标出现距离徙动效应,从而降低了信噪比,影响雷达的探测威力.针对距离徙动问题,本文给出了Keystone变换(KT)校正算法,仿真评估了三种实现KT方法的性能,进而提出并实现了基于图形处理器(GPU)的线性调频Z变换(CZT)并行算法,结合外辐射源雷达实验证实了该方法的实时性和有效性.

摘要： 本文对卫星通信目标运动属性进行研究,首先分析目标运动过程中产生的多普勒频移的特点,提出用线性调频Z变换的方法精确测量目标通信载频,进而用趋势检验的方法判证目标运动属性。通过试验表明,本文提出的判证方法具备对卫星通信目标尤其是低速目标的运动属性判证能力,具有较好的工程适用性和应用价值。

摘要： 现有插值FFT算法按已知频率分布谱线修正FFT结果,而实际间谐波频率事先无法确定,当间谐波信号附近存在幅值较大的谐波信号时,FFT固有的栅栏效应会降低检测精度,为此,本文采用线性调频z变换(chirp Z transform,CZT)所得到的频谱中相邻谱线进行插值,以此检测问谐波.通过线性调频Z变换获得到精确的频率分布估计值,用与估计值相邻左右各两条共4条离散频谱幅值估计间谐波参数,用多项式逼近法推导了基于Blackman-Harris窗多峰谱线插值修正公式,根据线性调频z变换的谱频率分布进行插值修正,各次谐波和间谐波的检测精度得到明显提高,仿真结果表明了该方法的正确性.

摘要： GNSS信号非常微弱,因此极易受到电磁干扰.连续波干扰实现难度小,成本低,被一些类型的GNSS干扰机所采用.本文提出了一种基于线性调频Z变换和二阶IIR陷波器的连续波干扰去除算法,首先,通过线性调频Z变换精细估计连续波干扰频率.然后,通过选择合适的IIR陷波器参数,采用陷波器去除干扰,并且更多的保留导航信号频率成分.本文提出方法的性能与传统的自适应FIR滤波器和频域消除法进行了比较.实验表明,传统自适应FIR滤波器算法和频域消除算法在干扰功率逐渐提高时对干扰的去除效果显下降,即在滤除干扰的同时过多的滤除了导航信号.而本文提出干扰去除算法可以在正弦波干扰干信比为60dB的情况下实现对连续波干扰的去除,并且使GNSS接收机信号跟踪达到无干扰时的水平.此外,本文提出的算法也可应用于其他窄带干扰去除中.

摘要： GNSS信号非常微弱,因此极易受到电磁干扰.连续波干扰实现难度小,成本低,被一些类型的GNSS干扰机所采用.本文提出了一种基于线性调频Z变换和二阶IIR陷波器的连续波干扰去除算法,首先,通过线性调频Z变换精细估计连续波干扰频率.然后,通过选择合适的IIR陷波器参数,采用陷波器去除干扰,并且更多的保留导航信号频率成分.本文提出方法的性能与传统的自适应FIR滤波器和频域消除法进行了比较.实验表明,传统自适应FIR滤波器算法和频域消除算法在干扰功率逐渐提高时对干扰的去除效果显下降,即在滤除干扰的同时过多的滤除了导航信号.而本文提出干扰去除算法可以在正弦波干扰干信比为60dB的情况下实现对连续波干扰的去除,并且使GNSS接收机信号跟踪达到无干扰时的水平.此外,本文提出的算法也可应用于其他窄带干扰去除中.

摘要： GNSS信号非常微弱,因此极易受到电磁干扰.连续波干扰实现难度小,成本低,被一些类型的GNSS干扰机所采用.本文提出了一种基于线性调频Z变换和二阶IIR陷波器的连续波干扰去除算法,首先,通过线性调频Z变换精细估计连续波干扰频率.然后,通过选择合适的IIR陷波器参数,采用陷波器去除干扰,并且更多的保留导航信号频率成分.本文提出方法的性能与传统的自适应FIR滤波器和频域消除法进行了比较.实验表明,传统自适应FIR滤波器算法和频域消除算法在干扰功率逐渐提高时对干扰的去除效果显下降,即在滤除干扰的同时过多的滤除了导航信号.而本文提出干扰去除算法可以在正弦波干扰干信比为60dB的情况下实现对连续波干扰的去除,并且使GNSS接收机信号跟踪达到无干扰时的水平.此外,本文提出的算法也可应用于其他窄带干扰去除中.

摘要： GNSS信号非常微弱,因此极易受到电磁干扰.连续波干扰实现难度小,成本低,被一些类型的GNSS干扰机所采用.本文提出了一种基于线性调频Z变换和二阶IIR陷波器的连续波干扰去除算法,首先,通过线性调频Z变换精细估计连续波干扰频率.然后,通过选择合适的IIR陷波器参数,采用陷波器去除干扰,并且更多的保留导航信号频率成分.本文提出方法的性能与传统的自适应FIR滤波器和频域消除法进行了比较.实验表明,传统自适应FIR滤波器算法和频域消除算法在干扰功率逐渐提高时对干扰的去除效果显下降,即在滤除干扰的同时过多的滤除了导航信号.而本文提出干扰去除算法可以在正弦波干扰干信比为60dB的情况下实现对连续波干扰的去除,并且使GNSS接收机信号跟踪达到无干扰时的水平.此外,本文提出的算法也可应用于其他窄带干扰去除中.

摘要： 针对滚动轴承的故障振动信号呈现非线性和非平稳特性,提出一种基于局域均值分解(Local mean decomposition,简称LMD)和线性调频Z变换(Chirp Z Transform,简称CZT)的自适应故障诊断方法.该方法首先对信号进行局域均值分解,得到若干个具有物理意义的乘积函数PF(Product Function,简称PF)分量之和,然后运用线性调频Z变换方法对包含主要故障信息的PF分量进行局部细化分析,针对获得信号的幅值和频率信息进行故障诊断.利用该方法对仿真信号以及滚动轴承外圈故障信号进行实验研究的结果表明,基于LMD和CZT的故障诊断方法具有较高的故障识别率,能够有效提取旋转机械故障信号特征.

摘要： 针对滚动轴承的故障振动信号呈现非线性和非平稳特性,提出一种基于局域均值分解(Local mean decomposition,简称LMD)和线性调频Z变换(Chirp Z Transform,简称CZT)的自适应故障诊断方法.该方法首先对信号进行局域均值分解,得到若干个具有物理意义的乘积函数PF(Product Function,简称PF)分量之和,然后运用线性调频Z变换方法对包含主要故障信息的PF分量进行局部细化分析,针对获得信号的幅值和频率信息进行故障诊断.利用该方法对仿真信号以及滚动轴承外圈故障信号进行实验研究的结果表明,基于LMD和CZT的故障诊断方法具有较高的故障识别率,能够有效提取旋转机械故障信号特征.

摘要： 针对滚动轴承的故障振动信号呈现非线性和非平稳特性,提出一种基于局域均值分解(Local mean decomposition,简称LMD)和线性调频Z变换(Chirp Z Transform,简称CZT)的自适应故障诊断方法.该方法首先对信号进行局域均值分解,得到若干个具有物理意义的乘积函数PF(Product Function,简称PF)分量之和,然后运用线性调频Z变换方法对包含主要故障信息的PF分量进行局部细化分析,针对获得信号的幅值和频率信息进行故障诊断.利用该方法对仿真信号以及滚动轴承外圈故障信号进行实验研究的结果表明,基于LMD和CZT的故障诊断方法具有较高的故障识别率,能够有效提取旋转机械故障信号特征.

摘要： 针对滚动轴承的故障振动信号呈现非线性和非平稳特性,提出一种基于局域均值分解(Local mean decomposition,简称LMD)和线性调频Z变换(Chirp Z Transform,简称CZT)的自适应故障诊断方法.该方法首先对信号进行局域均值分解,得到若干个具有物理意义的乘积函数PF(Product Function,简称PF)分量之和,然后运用线性调频Z变换方法对包含主要故障信息的PF分量进行局部细化分析,针对获得信号的幅值和频率信息进行故障诊断.利用该方法对仿真信号以及滚动轴承外圈故障信号进行实验研究的结果表明,基于LMD和CZT的故障诊断方法具有较高的故障识别率,能够有效提取旋转机械故障信号特征.

摘要： 针对卫星信号中特征频率估计问题,分析了线性调频Z变换(CZT)的频谱细化原理,提出了一种“先粗后精”卫星信号频率估计方法。该方法适合于任意频带的频谱细化,能获得高的频率分辨率,且适用于任意长度信号分析,仿真验证了该方法准确提取特征频率的有效性。通过搭建卫星跟踪实验系统,实际采集某地球同步卫星信标信号,将CZT方法成功应用于其信标频率估计中,准确获取了信标频率随时间的变化规律,为准确分析掌握卫星运行状态提供了重要依据。

摘要： 本发明公开了一种基于双线性变换的超宽带线性调频信号采样方法，主要解决针对宽带信号现有技术的前端模数转换器采样率高的问题。其实现步骤是：(1)产生本振信号；(2)检波；(3)合成参考信号；(4)进行解线性调频变换；(5)低速采样；(6)插值；(7)合成共轭参考信号；(8)进行线性调频变换。本发明通过解线性调频变换和线性调频变换，将原始宽带信号重构的问题转化成利用参考信号和共轭参考信号恢复原始宽带信号的问题，实现了在低采样率条件下对模拟超宽带线性调频信号进行采样。

摘要： 本发明公开了一种基于线性调频Z变换的无人机控制律品质评估方法，步骤：选取待评估控制回路的激励信号注入点、输入/输出信号的采集点；根据待评估控制回路的特征频率，设计特制的激励信号；对待评估控制回路的输入信号和输出信号进行采样；对采样信号通过线性调频Z变换处理，进行时‑频变换；通过频域数据获取待评估控制回路的幅频特性与相频特性，计算稳定裕度；根据无人机控制律设计需求指标对控制回路的品质进行评估。本发明提高了辨识分辨率和准确度，具有优异的评估效果，为控制律迭代设计提供重要的参考依据。

摘要： 本公开涉及一种用于在O(n log n)的时间和O(n)的存储中对线性调频Z变换求逆的系统和方法。本公开的实施例描述了一种高效的O(n log n)方法，该方法实现了逆线性调频Z变换(ICZT)。该变换是公知的前向线性调频Z变换(CZT)的逆变换，该变换通过允许采样点落在对数螺旋轮廓上而不是单位圆上来泛化快速傅立叶变换(FFT)。因此，ICZT可以看作是快速傅里叶逆变换(IFFT)的泛化。

摘要： 本发明公开了一种基于分数阶傅里叶变换的线性调频干扰消除方法。包括以下步骤：步骤1：对所接收的信号进行量纲归一化；步骤2：估计LFM干扰的调频斜率；步骤3：估计各LFM干扰的初始频率；步骤4：根据所估计得到的各LFM干扰的调频斜率和初始频率，运用子空间投影消除干扰。本发明通过发现在实际采样中，由于信号离散化，为使待处理的信号始终在运算窗口之内，导致在t

摘要： 本发明是一种基于分数傅里叶变换的线性调频多载波调制与解调方法。所述方法为对要传输的二进制信息比特流进行数据转换得到N路并行十进制信息数据；将N路并行十进制信息数据调制到数字线性调频多载波信号上；对调制后的数字线性调频多载波信号做D/A转换，得到连续的线性调频多载波信号，将连续的线性调频多载波信号经射频发射机进行发送；射频接收机接收线性调频多载波信号信，对接收到的信号做A/D转换，再对得到的离散分数傅里叶变换谱进行峰值检测，并根据检测结果做离散线性调频多载波解调，得到十进制信息数据；将得到的十进制信息数据转换成二进制信息比特流，完成了数据的接收。

摘要： 本发明属于卫星接收机基带信号处理领域，涉及一种基于线性调频Z变换的北斗B1信号高灵敏度捕获方法；针对降低FFT运算栅栏效应造成信号能量损耗，提高接收机灵敏度的问题。本发明利用并行相关+FFT方法对北斗B1信号的捕获结果，得到多普勒频率粗略估计结果和伪码相位；根据捕获结果的伪码相位调整本地伪码相位，在多普勒频率附近对信号进行线性调频Z变换捕获，有效提高了捕获峰值，提高接收机灵敏度。本方法主要应用于北斗二号B1频点卫星导航信号的高灵敏度捕获，但同时亦可应用于其他同类信号捕获处理。

摘要： 本发明属于信号处理中时频分析领域，具体涉及一种基于楔石形变换的多分量实数线性调频信号变换技术。本发明针对多分量实数LFM信号进行变换，运用楔石形变换的思想改进维纳‑威利分布，对信号自相关函数的时间量进行时间维伸缩变换，使其与延迟量二者解缠绕，从而达到信号自相关项可相干积累、抑制交叉项的目的。对多分量实数LFM信号的变换结果为一个中心频率‑调频率联合平面，信号自项能量在此平面上分布为尖峰。该尖峰幅值对应于时域幅值，该尖峰所在平面坐标对应于中心频率及调频率，由此获得信号的各分量参数值。本发明同时实现了信号自项能量聚集性高、无明显交叉项和实数域变换，且性能优于现有技术。

摘要： 本发明公开了冲击噪声环境下基于非线性变换的线性调频信号参数估计方法，包括：从线性积分变换的角度得到分数阶傅里叶变换；获取LFM信号的分数阶傅里叶变换；分析脉冲噪声环境下分数阶傅里叶变换的性能；得到基于Tuneable‑Sigmoid变换的分数阶傅里叶变换；根据可调Sigmoid函数的分数阶傅里叶变换进行线性调频信号参数估计。本发明利用分数阶傅里叶变换和可调Sigmoid变换的新方法来实现脉冲噪声环境下(如车联网)中多分量LFM信号参数的检测与估计。对于多分量信号，基于TS‑FRFT分数傅里叶域的信号分离技术，通过寻峰有效抑制强分量对弱分量检测的干扰，从而实现LFM信号参数估计。该方法在α稳定分布噪声环境下，不需要噪声的先验知识且具有更高的估计精度。

摘要： 本发明公开了一种基于双线性变换的超宽带线性调频信号采样方法，主要解决针对宽带信号现有技术的前端模数转换器采样率高的问题。其实现步骤是：(1)产生本振信号；(2)检波；(3)合成参考信号；(4)进行解线性调频变换；(5)低速采样；(6)插值；(7)合成共轭参考信号；(8)进行线性调频变换。本发明通过解线性调频变换和线性调频变换，将原始宽带信号重构的问题转化成利用参考信号和共轭参考信号恢复原始宽带信号的问题，实现了在低采样率条件下对模拟超宽带线性调频信号进行采样。

摘要： 本发明涉及一种基于变换材料检测线性调频信号的光学装置及实现方法，属于变换材料和光学信号处理技术领域。本发明在传统Luneburg透镜的基础上，输入面及输出面均展开为平面，通过共形变换，获得与传统Luneburg透镜之间的变换关系，再利用变换材料的方法获得介质参数；包括以下步骤实现：对传统Luneburg透镜进行共形变换W＝tan(Z)，得到一个平板透镜，变换后左右两边圆弧均变为直线；截取中央部分，并调整折射率，得到本发明的光学装置；输入线性调频信号波长λ与调频率m满足关系式m＝8π/λ时，聚焦点位于输出面，通过扫描波长实现调频率检测。本发明无需在光轴上进行空间扫描；能精准测量高调频率线性调频信号；保证各向同性，有利于工程上的制备。