频谱细化

摘要： 在实际工程应用中进行频谱分析时,一般只关心某一频带范围内的局部频谱,此时应使用频谱细化算法如基于复解析带通滤波器的ZFFT(简称复解析ZFFT)算法对频谱进行选带细化分析。本文在分析复解析ZFFT算法原理的基础上,通过MATLAB平台对复解析ZFFT频谱细化算法的有效性进行仿真研究。结果表明,复解析ZFFT算法能够在相同快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)运算量的情况下,大大提高信号的频率分辨率,实现局部细化频谱。

摘要： 为解决着陆导航连续波测速雷达中面目标非均匀散射特性和加速度分量对测速精度的影响,提出了一种高精度波束中心速度求取方法。采用Kalman滤波完成速度跟踪和加速度估计,进行加速度补偿后,利用ZFFT变换完成对目标多普勒频移范围的细化分析,最后采用包络截取法完成高精度波束中心速度估计。通过仿真分析证明,包络截取法相比其他方法具有精度高、适应性强的特点,速度测量误差小于0.15 m/s(3δ);通过硬件系统处理时间分析,该算法流程易于实时处理,已成功应用于某着陆导航雷达系统中。

摘要： 利用差分吸收光谱法(DOAS)可以实现污染气体的在线监测.为了提高监测精度,通常利用傅里叶变换滤波法(FFT)处理差分吸收光谱数据,但是因其频率分辨率的限制,影响其幅值精度,导致气体浓度的测量误差较大.提出了一种将FFT和FT相结合的差分光谱数据处理方法(FFT+FT),首先对差分吸收光谱数据做FFT变换,得到其全景谱,再对峰值点附近的频谱用改进的连续FT进行细化,提高特征吸收频段的分辨率,对幅值误差进行补偿,从而提高气体浓度在线监测的精度.实验配制了不同浓度的SO2和NO2气体,当细化倍数为15时,SO2和NO2气体的最大测量误差不超过3.68％ 和3.17％,相对于FFT法,平均误差分别降低了1.82％ 和1.45％;相对于传统的多项式拟合法,平均误差分别降低了14.9％ 和1.80％;对恒定浓度的SO2和NO2气体分别进行了多次测量,验证了FFT+FT方法的稳定性.分析了细化倍数对测量精度的影响,当细化倍数小于15时,浓度测量误差随着细化倍数的增加而降低;当细化倍数从15增加到20时,误差反而逐渐变大,在大于20以后,误差出现波动,且都大于细化倍数为15时的测量误差.由于细化倍数太大,使谱线过于密集,找到频谱序列最大值的概率降低了,因此在有噪声的情况下采用该法进行频谱校正时,会出现细化倍数加大而测量精度反而降低的现象.确定了最优细化倍数,在确保测量精度前提下,使频谱细化的计算量最小,满足DOAS法实时在线监测气体浓度的要求.

摘要： 人类对整个世界有全面的认知基于计量检测技术的发展和应用,而流量的检测测量是整个计量技术的重要组成部分.近些年来超声波流量计取得了巨大的进步和发展,其最大的优势是不与流体接触就可以测得流体的流量.尽管其他种类的超声波流量计很多,但对于超声波频差法流量测量的研究还处于萌芽阶段,如何提高超声波频差法流量测量系统的精确度成为整个研究方向的重中之重.因此获得较为精确的频率差,借此来计算出流速和流量是提高系统精确度的关键环节.于是本文提出一种新的方法-复调制频谱细化(Zoom-FFT)结合卡尔曼峰值追踪来获得较为精准的频率差,以此提高频谱分辨率,从而提高整个流量测量系统的精确度.

摘要： 水下探测通信一体化利用通信发射信号进行目标主动探测,而多普勒效应的存在使得主动探测中目标参数估计性能恶化.为了消除多普勒效应的影响,提出一种基于频谱细化与校正的联合多普勒估计和补偿方法.该方法利用通信发射信号中的同步头信号获取目标回波信号时延,截取信号中的单频信号段.再利用离散傅里叶变换(DFT)求得单频信号段最大幅值所对应的频率,并在该频率附近范围内进行频谱细化与校正求出频率偏移量,从而估计出多普勒因子,并根据所估计的多普勒因子对接收的目标回波信号进行补偿.仿真结果表明,所提的频谱细化与校正联合多普勒估计与补偿方法提高了多普勒估计精度,使多普勒补偿后的信号与发射副本相关处理增益增加,提高了波达方向(DOA)估计性能,并且对不同多普勒效应具有良好的鲁棒性.

摘要： 气枪震源信号是短时非平稳信号,采用频谱细化算法能提高频谱分析的准确性。首先进行了改进线性调频Z变换(MCZT)和FFT两种频谱分析算法的误差仿真计算,然后进行气枪震源的水下子波信号和地震波信号的对比计算。结果表明MCZT计算误差较小、计算时间较少,能有效提高气枪震源信号频率和幅度特征提取的准确性,是气枪震源信号频谱特征分析的一个有效方法。

摘要： 气枪震源信号是短时非平稳信号,采用频谱细化算法能提高频谱分析的准确性.首先进行了改进线性调频Z变换(MCZT)和FFT两种频谱分析算法的误差仿真计算,然后进行气枪震源的水下子波信号和地震波信号的对比计算.结果表明MCZT计算误差较小、计算时间较少,能有效提高气枪震源信号频率和幅度特征提取的准确性,是气枪震源信号频谱特征分析的一个有效方法.

摘要： 针对实际工况下超声时间差法在线测量滚动轴承保持架转速的噪声抑制及高速测量准确性问题,提出了一种采用频谱细化的滚动轴承保持架转速超声测量方法.通过引入自相关分析及快速傅里叶变换抑制时域噪声对超声回波脉冲信号的影响,使用线性调频Z变换(C Z T)频谱细化算法提高滚动体通过频率的计算精度,进而提高轴承保持架转速测量准确性.28000 r/min下的高速滚动轴承保持架转速超声测量试验结果表明,该方法能够有效克服实际工况下的噪声影响,实现高速实际工况下轴承保持架转速波动的准确测量,测量误差在0.1％ 以内.

摘要： 本文针对宽带信号频谱谐波测量设备,如何提高测量精度及设备的性价比,设计了基于51单片机的非侵入式宽带信号谐波测量系统,提出了一种将频谱分段并细化的高精度频谱谐波测量的方法.本系统以STC15W4K48S4为主控器,采用电流互感器采集被测信号的电流信息,在LCD12864显示屏实现被测信号频谱谐波的电流幅度、频率等参数的实时显示.为了提高谐波测量的精度,本文采用分段频谱细化的方法,基于FFT,精确地从存在频谱泄漏的频谱中提取出各次谐波参数.测试结果表明,本系统可以实时实现50Hz～1KHz任意周期信号的谐波测量,测量误差小于2％,分段频谱细化的方法可行且系统具有很高的性价比.

摘要： 为提高毫米波线性调频测距引信的距离分辨力,本文研究了一种改进的分数阶傅里叶域频谱细化算法.该算法可对指定的频谱进行局部的细化,减小计算量,提高局部频谱分辨率,仿真结果验证了算法对细化分数阶频谱和提高chirp信号初始频率检测精度的有效性和实时性.

摘要： 异步电动机转子出现导条或端环断裂后,定子电流中会出现(1±2s)f的频率分量.考虑到此信号的特点,必须用高分辨率的频谱分析仪才能有效区分故障信号和工频信号,本文基于小波变换可提取信号所需频率成分的特性,利用小波变换频谱细化方法,通过软件编程实现故障信号的有效检测.

摘要： 线性调频连续波雷达信号频谱分析系统中,传统的快速傅里叶(FFT)算法只能粗略的计算频谱,且受到采样点数的限制,频谱的分辨率不高.而曲线拟合方法,在计算量不多的情况下,可以大大提高测距精度.传统ZFFT算法在复调制的过程中是对整个信号进行操作,导致计算量增大,并且无法满足测距精度很高的场合.为了获得更为精确的距离信息,本文提出了改进型ZFFT,先用拟合法拟合出比较接近理论的频率,然后根据拟合后的频率获得需要的频率段并对其频谱细化.同其他频谱细化算法相比,改进的ZFFT算法在分析精度,计算效率,分辨率方面有很大优势,通过仿真实验进行验证,表明该算法能有效提高测距精度.

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： 在潜艇辐射噪声中提取线谱可反映目标本质特征的有效特征,线谱包括稳定的线谱与调制谱,其与潜艇推进系统、螺旋桨及辅机有关,能有效帮助对目标进行分类与识别.通常,提高频率分辨率的方法有两种:增加FFT点数和降低采样率.但上述两种方法又往往被硬件条件所束缚.一般认为线谱大多分布在低频段,因此可利用ZFFT进行低频段的频谱细化.ZFFT是指在不增加FFT点数的情况下,通过降低采样率,从而提高频率分辨率.结果表明，该优化算法测量精度和性能较传统FFT频谱分析及ZFFT有大幅度的提高，在工程上能够得到较好的效果。

摘要： 结合毫米波调频探测系统差频信号的特点，针对传统的“差频—FFT”测距结构中栅栏效应明显，增加FFT点数会大大增加计算量的缺点，提出了加窗ZFFT窗谱拟合法。该算法针对实际工程中采样数据一定，在利用ZFFT局部细化优点的同时对细化后的离散谱线进行连续谱拟合估计，以减少误差，提高测距精度。实测数据验证结果表明了该方法的有效性。

摘要： 结合毫米波调频探测系统差频信号的特点，针对传统的“差频—FFT”测距结构中栅栏效应明显，增加FFT点数会大大增加计算量的缺点，提出了加窗ZFFT窗谱拟合法。该算法针对实际工程中采样数据一定，在利用ZFFT局部细化优点的同时对细化后的离散谱线进行连续谱拟合估计，以减少误差，提高测距精度。实测数据验证结果表明了该方法的有效性。

摘要： 结合毫米波调频探测系统差频信号的特点，针对传统的“差频—FFT”测距结构中栅栏效应明显，增加FFT点数会大大增加计算量的缺点，提出了加窗ZFFT窗谱拟合法。该算法针对实际工程中采样数据一定，在利用ZFFT局部细化优点的同时对细化后的离散谱线进行连续谱拟合估计，以减少误差，提高测距精度。实测数据验证结果表明了该方法的有效性。

摘要： 结合毫米波调频探测系统差频信号的特点，针对传统的“差频—FFT”测距结构中栅栏效应明显，增加FFT点数会大大增加计算量的缺点，提出了加窗ZFFT窗谱拟合法。该算法针对实际工程中采样数据一定，在利用ZFFT局部细化优点的同时对细化后的离散谱线进行连续谱拟合估计，以减少误差，提高测距精度。实测数据验证结果表明了该方法的有效性。

摘要： 结合毫米波调频探测系统差频信号的特点，针对传统的“差频—FFT”测距结构中栅栏效应明显，增加FFT点数会大大增加计算量的缺点，提出了加窗ZFFT窗谱拟合法。该算法针对实际工程中采样数据一定，在利用ZFFT局部细化优点的同时对细化后的离散谱线进行连续谱拟合估计，以减少误差，提高测距精度。实测数据验证结果表明了该方法的有效性。

摘要： 本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种频谱自动细化的批处理方法，包括如下步骤：采集的数据；对数据规整化处理；获取有效峰值频率；通过有效频率差分值判断是否需要细化处理，对需要细化处理的进行线性Z变换；重复上述步骤，完成所有工况的细化处理。利用上述方法，能够解决频谱分析中的多工况、数据量大、数据维数不规整、特征频率域谱线密集等问题，实现数据的规整化批量处理以及频谱自动细化处理，有效获取数据的频率特征。

摘要： 本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种频谱自动细化的批处理方法，包括如下步骤：采集的数据；对数据规整化处理；获取有效峰值频率；通过有效频率差分值判断是否需要细化处理，对需要细化处理的进行线性Z变换；重复上述步骤，完成所有工况的细化处理。利用上述方法，能够解决频谱分析中的多工况、数据量大、数据维数不规整、特征频率域谱线密集等问题，实现数据的规整化批量处理以及频谱自动细化处理，有效获取数据的频率特征。

摘要： 本发明涉及一种工程车辆振动信号的频谱细化方法，包括如下步骤：采集工程车辆振动信号，将工程车辆振动信号放大、将放大后的振动信号滤波处理、将滤波得到的数据整化处理、计算整化后的数据频率得到有效峰值频率、计算有效峰值的频率差分值判断是否需要频谱细化处理、将需要处理的信号进行细化处理、重复处理直到所有传感器都完成处理。利用上述方法，能够解决工程车辆振动控制效果不好的缺陷，降低工程车辆的振动。

摘要： 本发明公开了一种基于频谱细化的硬件木马检测方法，包括以下步骤：分别对只含有母本电路的工作芯片和加入木马电路后的该芯片进行多次电磁辐射信息采集，得到两个电磁时域数据矩阵；分别进行行向量叠加求均值，减弱测量噪声，获得母本电磁信息和母本电路加木马电路的电磁信息，分别做FFT变换，得到母本电路和加入有木马电路的全景谱信息，根据FFT变换的结果，对两种电磁信息频谱出现谱线密集或重叠的频谱范围分段进行频谱细化，通过对局部频谱的放大，用于观察上述谱线密集或重叠频谱范围的谱线结构，据此判断工作芯片是否除了母本电路之外还被加入了硬件木马。本发明具有频谱分辨率高、误差小的优点。

摘要： 本发明提供一种基于线性调频z变换的信号频谱细化方法，通过改变Bluestein等式的表达形式，并将线性系统h(n)补零及周期延拓，获得对称的线性系统h(n)；提出了通过存储的L/2+1点线性系统序列计算L点线性系统序列h(n)傅里叶变换的方法；最后将圆周卷积的结果q(n)向左平移N0个单位，平移之后的前M个值与（k=0,1,…,M‑1）相乘，即可获得频率分辨率得到提高的信号局部频谱。采用上述方案，不仅能够减少线性系统序列及其傅里叶变换的存储数据量，节省存储空间，而且通过存储的L/2+1点线性系统数据即可计算L点线性系统的傅里叶变换，降低了FFT计算量，提高了计算效率。

摘要： 本发明属于频域信号处理技术领域，具体涉及一种对密集频谱进行快速高精度细化校正的频谱处理方法。主要解决现有方法对密集频谱进行校正时存在的实时性差和精度不高的问题。该发明在进行频谱细化校正时，首先基于CZT频谱细化原理，在给定路径的情况下，通过频段的选择对电流信号进行Z变换，通过调整输入输出点数的方法，达到频谱细化的目的；由于细化之后的频谱存在泄漏，再基于全相位相位差频谱校正法利用其优良的抑制频谱泄漏的特性，对细化结果进行校正。本发明具有处理过程简单、细化倍数选择灵活、运算精度高，速度快的特点，适用于进行密集频谱的快速高精度细化校正。

摘要： 本发明公开了一种基于CZT频谱细化的InSAR滤波方法，步骤为：首先对干涉相位转换至矢量空间，使得跳变的不连续的相位变成连续的复相位数据，得到复干涉相位；针对复干涉相位转换到频率域中的频谱峰值作为主瓣始点进行频谱细化，对计算窗口的方位向与距离向取3×32个采样点做CZT变换，对主频谱瓣进行32倍采样估计；找出频谱细化后的峰值并计算出距离细化后窗口中心的偏移量，得到窗口内细化后的局部频率结果；根据细化后的复干涉相位频带做自适应滤波。本发明的基于CZT频谱细化的InSAR滤波方法将频谱细化原理与自适应滤波相结合，通过提升图像变换为频率域的频率分辨率的方式，更好的区分干涉相位中的噪声信息，提升滤波效果与滤波质量。

摘要： 本发明涉及一种基于压缩感知和频谱细化的FMCW雷达测距方法，包括步骤S1：得到差频信号；S2：对差频信号进行N点快速傅里叶变换，得到最大谱线的频率索引；S3：确定移频频率，将差频信号进行移频，得到低频信号；S4：根据低频信号得到描述信号，采用压缩感知对描述信号进行处理，得到优化模型，通过凸优化方法求解所述优化模型，得到稀疏系数，根据稀疏系数得到低频信号的估计频率；S5：将所述移频频率和低频信号的估计频率相加，得到差频信号的估计频率；S6：根据差频信号的估计频率得到距离的估计值。本发明的FMCW雷达测距方法，将细化频谱和压缩感知相结合，在保证准确度的同时又减少了计算量。

摘要： 本发明公开了一种雷场目标同步探测的频谱细化方法，包括三个部分：（1）各探测分机应探测要求进行细化参数离线计算；（2）各探测分机根据探测控制主机发送的同步探测指令进行在线探测与频谱细化；（3）各探测分机根据探测细化谱识别、定位雷场目标，探测控制主机综合各探测分机的探测识别数据得出探测结果；本发明有效结合了雷场目标探测的特点与基于复解析带通滤波器的复调制细化频谱方法的优点，将细化参数计算与频谱细化分为离线和在线两个部分，将滤波、移频运算分散到多个采样周期执行，采样结束只需一个Q点的FFT，即可得到分析带宽范围的细化谱线，提高了频率分辨率的同时提高了运算效率，从而提高雷场目标识别的准确性、可靠性。

摘要： 本发明涉及一种工程车辆振动信号的频谱细化方法，包括如下步骤：采集工程车辆振动信号，将工程车辆振动信号放大、将放大后的振动信号滤波处理、将滤波得到的数据整化处理、计算整化后的数据频率得到有效峰值频率、计算有效峰值的频率差分值判断是否需要频谱细化处理、将需要处理的信号进行细化处理、重复处理直到所有传感器都完成处理。利用上述方法，能够解决工程车辆振动控制效果不好的缺陷，降低工程车辆的振动。