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不同领域下超宽带雷达探测呼吸心跳信号研究综述
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作者 郑学召 丁文 +4 位作者 黄渊 蔡国斌 马扬 刘盛铠 周博 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期204-228,共25页
超宽带(UWB)雷达由于具有结构简单、发射功率低、穿透能力强、分辨能力高、传输速度快等诸多优势,逐渐成为多探测场景广泛应用的生命信息探测技术及装备。要完成生命信息的有效探测,关键是利用雷达回波信息处理技术从UWB雷达回波中提取... 超宽带(UWB)雷达由于具有结构简单、发射功率低、穿透能力强、分辨能力高、传输速度快等诸多优势,逐渐成为多探测场景广泛应用的生命信息探测技术及装备。要完成生命信息的有效探测,关键是利用雷达回波信息处理技术从UWB雷达回波中提取被测人员的呼吸心跳信号,这对不同场景实现生命信息的判定、位置信息的获取、疾病的监测和预防以及保障人员安全具有至关重要的意义。为此,该文介绍了UWB雷达及分类、电磁散射机理和探测原理;分析了呼吸心跳信号的雷达回波模型构建现状;从时域、频域、时频域分析方法等角度梳理了现有呼吸心跳信号的提取方法;并从矿山救援、地震救援、医疗健康、穿墙探测等场景归纳了呼吸心跳信号提取的研究进展。总结了当前研究中存在的主要问题,展望了未来研究工作应重点关注的领域。 展开更多
关键词 超宽带(UWB)雷达回波 生命信息探测 呼吸心跳信号 雷达回波模型 信号提取
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基于二分搜索的宽带多普勒模型信号捕获方法
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作者 郭孟泽 付学瀚 +1 位作者 朱立东 燕贺云 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第3期269-277,共9页
针对深空通信等超高动态低信噪比通信场景中,传统信号捕获方法存在着动态范围不足、精确度不够以及使用窄带多普勒模型导致对接收信号近似精确度不高的问题,提出一种基于二分搜索的接收端采样率调整方法。使用宽带多普勒模型对接收信号... 针对深空通信等超高动态低信噪比通信场景中,传统信号捕获方法存在着动态范围不足、精确度不够以及使用窄带多普勒模型导致对接收信号近似精确度不高的问题,提出一种基于二分搜索的接收端采样率调整方法。使用宽带多普勒模型对接收信号进行建模,并使用扫频余弦类信号进行多普勒频偏估计和定时估计,处理多普勒伸缩后的信号与本地信号采样率不匹配的问题。对所提方法进行同步性能仿真,仿真结果表明,所提方法采用正反扫频线性调频(UD-LFM)信号,能在信噪比为-49dB、最大多普勒频偏为2MHz的条件下,多普勒频偏估计误差小于400 Hz,定时估计误差不超过60 ns。相比不使用本文所提方法进行直接捕获,本文所提方法具有更高的捕获精确度以及更低的信噪比门限。 展开更多
关键词 超高动态 宽带多普勒模型 低信噪比 扫频余弦信号 信号捕获
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负荷虚拟同步机的宽频带dq阻抗建模及弱电网下与传统PWM整流器的稳定性对比分析 被引量:16
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作者 郭健 陈燕东 +4 位作者 王翔宇 伍文华 谢志为 刘一锋 王海宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第15期4758-4769,共12页
负荷虚拟同步机(load-side virtual synchronous machine,LVSM)引入转动惯量J和下垂系数Dp,为电网提供惯性和阻尼,但其在弱电网下的稳定性有待探究。考虑控制延时及采样滤波器,建立LVSM的宽频带dq阻抗模型,对比分析LVSM和传统电压型PWM... 负荷虚拟同步机(load-side virtual synchronous machine,LVSM)引入转动惯量J和下垂系数Dp,为电网提供惯性和阻尼,但其在弱电网下的稳定性有待探究。考虑控制延时及采样滤波器,建立LVSM的宽频带dq阻抗模型,对比分析LVSM和传统电压型PWM整流器(voltagesource rectifier,VSR)的dq阻抗特性。LVSM的Zdd在10Hz内呈负阻性,比VSR的负阻范围窄,在10Hz以上基本呈感性。其次,基于广义奈奎斯特判据,比较研究发现它们在弱电网下都会诱发振荡:LVSM的振荡范围(40~60Hz)比VSR的振荡范围(7~200Hz)窄。且直流电压PI控制器是决定它们稳定性的关键。对LVSM而言,比例越大,积分越小,系统越稳定,且减小J和Dp可增强系统稳定性。对VSR而言,比例和积分越小,系统越稳定,且去除电压前馈可增强系统稳定性;最后,通过仿真和实验验证该文分析的正确性。 展开更多
关键词 负荷虚拟同步机 dq阻抗建模 宽频带 小信号稳定性分析
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频率步进信号宽带模糊函数及其应用 被引量:3
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作者 李磊 任丽香 +2 位作者 毛二可 何佩琨 赵保军 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期844-848,共5页
为了有效解决基于窄带回波模型的窄带模糊函数已无法有效分析运动目标回波信号处理中的问题这一矛盾,在宽带回波模型的基础上提出了频率步进信号宽带模糊函数,分析了宽带模糊函数的性质,证明了窄带模糊函数只是宽带模糊函数在低速情况... 为了有效解决基于窄带回波模型的窄带模糊函数已无法有效分析运动目标回波信号处理中的问题这一矛盾,在宽带回波模型的基础上提出了频率步进信号宽带模糊函数,分析了宽带模糊函数的性质,证明了窄带模糊函数只是宽带模糊函数在低速情况下的近似.基于宽带模糊函数匹配点的特性,提出了基于匹配点幅值的目标检测方法.仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 宽带模型 频率步进信号 模糊函数
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宽带信号模型及分辨力性能研究 被引量:9
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作者 陈隽永 徐继麟 《电波科学学报》 EI CSCD 2001年第1期128-130,136,共4页
讨论了宽带信号的模型及条件 ,在此基础上对宽带线性调频信号在宽带模型下的距离、速度及速度距离联合分辨率特性进行了分析和模拟 ,并对宽带模型及窄带模型下的结论进行了比较 ,证明了信号分辨力取决于信号频谱结构及尺度 ,得出了两种... 讨论了宽带信号的模型及条件 ,在此基础上对宽带线性调频信号在宽带模型下的距离、速度及速度距离联合分辨率特性进行了分析和模拟 ,并对宽带模型及窄带模型下的结论进行了比较 ,证明了信号分辨力取决于信号频谱结构及尺度 ,得出了两种模型下信号分辨力特性的关系。 展开更多
关键词 雷达 宽带模型 分辨力性能 宽带信号
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宽带频率步进信号参数估计的克拉美罗界研究 被引量:4
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作者 李磊 任丽香 +1 位作者 包云霞 何佩琨 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期982-986,共5页
随着宽带雷达技术的发展,经典窄带信号参数估计的克拉美罗(CR)界已经不能再作为参数估计算法的评估标准。该文以宽带频率步进雷达为应用背景,首先推导了宽带频率步进信号参数估计的CR界,给出了Fisher信息阵元的闭合表达式。然后深入揭... 随着宽带雷达技术的发展,经典窄带信号参数估计的克拉美罗(CR)界已经不能再作为参数估计算法的评估标准。该文以宽带频率步进雷达为应用背景,首先推导了宽带频率步进信号参数估计的CR界,给出了Fisher信息阵元的闭合表达式。然后深入揭示了宽带CR界的特性,证明了频率步进信号参数估计的性能不仅与信号带宽、信噪比有关,还会受到相对带宽的影响。最后验证了窄带CR界只是宽带CR界的一个特例,宽带CR界综合考虑了宽带模型下各种因素的影响,在理论分析中有更加全面的指导意义。 展开更多
关键词 宽带模型 频率步进信号 参数估计 克拉美罗界
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矿井巷道MB-OFDM超宽带无线信道建模及仿真 被引量:6
7
作者 衡芹 李世银 +1 位作者 张国旺 杜德太 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第1期83-86,共4页
针对超宽带无线系统(UWB系统)在矿井巷道中的多径传播所造成的频率选择性衰落,提出将多频带正交频分复用(MB-OFDM)技术应用到井下UWB系统中,对矿用环境下MB-OFDM超宽带无线信道进行建模并分析。在IEEE802.15.3a标准信道模型的基础上,根... 针对超宽带无线系统(UWB系统)在矿井巷道中的多径传播所造成的频率选择性衰落,提出将多频带正交频分复用(MB-OFDM)技术应用到井下UWB系统中,对矿用环境下MB-OFDM超宽带无线信道进行建模并分析。在IEEE802.15.3a标准信道模型的基础上,根据矿井巷道的实际环境,确定了井下MB-OFDM超宽带无线通信系统的信道参数。给出此信道模型的冲击响应仿真图,结果显示,冲击响应明显多径成簇,这与实际测量中UWB系统多径成簇现象相验证。并通过仿真给出其信道的平均附加时延、均方根时延和多径数目3个主要特征数据。 展开更多
关键词 MB-OFDM 超宽带 多频带划分 信道建模
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超宽带无线传感器网络MAC协议 被引量:5
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作者 罗武胜 鲁琴 张勇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期108-110,共3页
超宽带技术凭借其诸多优势成为无线传感器网络物理层的绝佳选择,同时也为无线传感器网络的MAC协议设计带来了挑战。该文介绍了超宽带信号模型,讨论了UWBMAC协议设计中亟待解决的问题,总结和分析了近年来提出的几种典型的UWBMAC协议和有... 超宽带技术凭借其诸多优势成为无线传感器网络物理层的绝佳选择,同时也为无线传感器网络的MAC协议设计带来了挑战。该文介绍了超宽带信号模型,讨论了UWBMAC协议设计中亟待解决的问题,总结和分析了近年来提出的几种典型的UWBMAC协议和有代表性的研究成果,并展望了下一步的研究方向。 展开更多
关键词 无线传感器网络 超宽带 信号模型 MAC协议
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宽带阵列互耦建模及其对DOA估计的影响 被引量:5
9
作者 刘章孟 黄知涛 +1 位作者 于红旗 周一宇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1856-1860,共5页
为了研究不同几何分布的宽带阵列对互耦效应的适应能力,建立了一种互耦条件下新的宽带阵列天线接收数据模型。基于该模型比较了互耦效应对各种测向方法性能的影响,以及几种常见阵列结构对互耦效应的适应能力。最后提出了一种宽带互耦补... 为了研究不同几何分布的宽带阵列对互耦效应的适应能力,建立了一种互耦条件下新的宽带阵列天线接收数据模型。基于该模型比较了互耦效应对各种测向方法性能的影响,以及几种常见阵列结构对互耦效应的适应能力。最后提出了一种宽带互耦补偿的思想,利用各频率点上互耦矩阵的测量值实现了对宽带阵列的互耦补偿。 展开更多
关键词 阵列信号处理 测向 阵列互耦 宽带阵列建模 互耦补偿
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基于导频和多项式模型的信道估计 被引量:6
10
作者 黄爱苹 胡荣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期584-586,共3页
本文提出一种基于导频辅助、多项式近似和信号重建的信道估计通用方法 ,适用于高速移动环境 .假定无线信道响应具有多项式特性 ,用两个或多个时隙的导频符号 ,估计出该时间段内任意符号时刻上的信道响应值 .用仿真方法研究了WCDMA上行... 本文提出一种基于导频辅助、多项式近似和信号重建的信道估计通用方法 ,适用于高速移动环境 .假定无线信道响应具有多项式特性 ,用两个或多个时隙的导频符号 ,估计出该时间段内任意符号时刻上的信道响应值 .用仿真方法研究了WCDMA上行链路性能与移动台速度的关系、最佳多项式阶数和最佳时隙数 。 展开更多
关键词 导频 信道估计 多项式模型 移动通信 码分多址
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基于查表的开环MPM预失真器 被引量:2
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作者 杨友福 张其善 +1 位作者 刘建伟 修春娣 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期400-404,共5页
提出了一种基于查表的开环记忆多项式模型(MPM,Memory Polynomial Model)预失真器.从MPM预失真器系数估计和执行信号预失真处理两方面加以考虑.首先,利用预失真器和高功率放大器(HPA,High Power Amplifier)传输特性的互补性,由采集到的... 提出了一种基于查表的开环记忆多项式模型(MPM,Memory Polynomial Model)预失真器.从MPM预失真器系数估计和执行信号预失真处理两方面加以考虑.首先,利用预失真器和高功率放大器(HPA,High Power Amplifier)传输特性的互补性,由采集到的HPA输入、输出基带数据进行单次最小二乘估计得到MPM预失真器的系数,避免了以往递归结构的收敛性和计算量大等问题.然后,利用MPM预失真器的特点,建立了基于输入信号强度索引的一维向量表,通过查表实现MPM预失真器的幂次累加项,极大地减少了实现预失真器所需的计算量及硬件开销.仿真显示,采用提出的预失真器可以有效补偿HPA对信号的记忆非线性失真,有效带宽内获得了近20 dB的功率改善,也显著改善了系统误码性能. 展开更多
关键词 高功率放大器 非线性失真 记忆多项式模型 宽带信号
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基于dq统一频率变换的电力系统宽频带仿真与分析 被引量:5
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作者 周一辰 畅布赫 李永刚 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期162-169,共8页
随着高比例新能源电力系统的电力电子化特征凸显,电力系统宽频带仿真面临挑战。首先介绍了基于dq统一频率变换建模的基本理论,分析了基于dq统一频率变换建模与准静态相量建模的异同点。而后基于该基本理论,建立了同步发电机、双馈风力... 随着高比例新能源电力系统的电力电子化特征凸显,电力系统宽频带仿真面临挑战。首先介绍了基于dq统一频率变换建模的基本理论,分析了基于dq统一频率变换建模与准静态相量建模的异同点。而后基于该基本理论,建立了同步发电机、双馈风力发电机和电力网络的多尺度仿真模型。进一步针对系统仿真和分析中的电网高维问题,提出了系统网络简化方法,降低模型阶数。最后采用IEEE 3机9节点算例,验证了所提仿真模型的准确性。仿真结果表明所提建模方法能够准确计算振荡模式下的宽频带仿真模型,弥补了电磁暂态模型无法计算小干扰稳定模式的不足,同时具备快速宽频带仿真能力,其准确性与电磁暂态模型一致,适用于大规模电力系统仿真与分析。 展开更多
关键词 dq变换 统一频率 宽频带仿真模型 小干扰稳定分析 电力电子化 电力系统
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一种改进的混响精细结构模型及其特性分析 被引量:1
13
作者 吕维 王志杰 +3 位作者 李建辰 王明洲 胡桥 杨宝民 《舰船科学技术》 北大核心 2012年第2期17-21,共5页
混响是鱼雷主动自导背景干扰的一部分,混响的建模与仿真对于研究鱼雷声自导系统具有重要意义。混响具有空时特性,利用空时自适应处理方法抑制混响成为一种可能。因此建立能准确反应水下声传播特性的混响模型,并在此基础上研究其空时特性... 混响是鱼雷主动自导背景干扰的一部分,混响的建模与仿真对于研究鱼雷声自导系统具有重要意义。混响具有空时特性,利用空时自适应处理方法抑制混响成为一种可能。因此建立能准确反应水下声传播特性的混响模型,并在此基础上研究其空时特性,是声呐空时处理的重要环节。从水下声信号的特点出发,利用单元散射原理,对界面混响进行精细结构建模、仿真。仿真结果表明:该模型除了能比较完整细致地模拟混响的各种统计特性外,还能保持阵元间的空间相关性,而且能体现出混响的空时特性。 展开更多
关键词 混响 宽带模型 混响空时谱
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超宽带信号地面回波仿真方法研究
14
作者 王全民 郭刚 +1 位作者 付慧 黄柯棣 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第20期129-131,158,共4页
研究地面的超宽带回波特性,能够为超宽带无线电系统设计提供仿真支持。为保证计算结果的可信性,需要考虑土壤的色散特性和地面起伏对回波的影响。目前在超宽带地面回波计算中所使用的FDTD(时域有限差分)算法计算量较大或者存在较大误差... 研究地面的超宽带回波特性,能够为超宽带无线电系统设计提供仿真支持。为保证计算结果的可信性,需要考虑土壤的色散特性和地面起伏对回波的影响。目前在超宽带地面回波计算中所使用的FDTD(时域有限差分)算法计算量较大或者存在较大误差。使用卷积完全匹配层(CPML)作为吸收边界,多极点Debye模型描述土壤介质特性,在FDTD算法基础上推导出了多极点Debye介质的CPML-FDTD算法。对不同条件地面的回波进行了仿真计算,与未使用PML(完全匹配层)的FDTD算法计算结果进行比较分析,表明文中使用的算法结果正确且效率较高。 展开更多
关键词 时域有限差分 卷积完全匹配层 超宽带信号 地面回波 多极点Debye模型
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欠采样的射频发射机线性化方法 被引量:2
15
作者 张烈 冯燕 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期857-862,共6页
提出一种在欠采样条件下的经过混合结构设计的射频发射机线性化方法。该方法基于欠采样频率选择性的非线性模型来校正调制器产生的镜像干扰信号以及射频功率放大器的互调失真信号。实验结果表明LTE的70 MHz双载波信号在发射机采样速率从... 提出一种在欠采样条件下的经过混合结构设计的射频发射机线性化方法。该方法基于欠采样频率选择性的非线性模型来校正调制器产生的镜像干扰信号以及射频功率放大器的互调失真信号。实验结果表明LTE的70 MHz双载波信号在发射机采样速率从491.52 Ms/s降低至122.88 Ms/s时使用该组合方法较之前方法有10 d B的归一化最小均方误差改善以及10 d B的邻道功率泄露比抑制改善。 展开更多
关键词 射频发射机 正交调制器 I/Q不平衡 射频功率放大器 数字预失真 欠采样 递归最小二乘法
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氮化镓功率器件小信号模型参数提取算法研究 被引量:5
16
作者 闻彰 徐跃杭 徐锐敏 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期772-776,共5页
针对氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN High Electron Mobility Transistor,GaN HEMT)小信号等效电路模型参数提取和优化过程中存在的误差累计问题,基于GaN HEMT 19元件小信号模型,提出了一种扫参与迭代相结合的参数提取算法.该算法在迭代... 针对氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN High Electron Mobility Transistor,GaN HEMT)小信号等效电路模型参数提取和优化过程中存在的误差累计问题,基于GaN HEMT 19元件小信号模型,提出了一种扫参与迭代相结合的参数提取算法.该算法在迭代过程中,每次使用比前一次更准确的元件值进行计算,可使结果趋向最优解.通过Matlab编程实现后计算结果表明,仿真与实测S参数在0.1~40GHz频率范围内吻合良好. 展开更多
关键词 GAN HEMT 小信号建模 宽带 参数提取 迭代
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基于混沌量子粒子群的FHN神经元UWB信号检测 被引量:3
17
作者 陈博文 蒋磊 +1 位作者 刘潇文 张群 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第6期135-140,共6页
在UWB-IR信号检测中,针对目前所采用的量子粒子群FHN神经元模型易造成粒子群多样性降低,易陷入局部最优,导致求解精度不高的问题,对量子粒子群算法中量子更新参数引入混沌优化算法,提出了基于混沌量子粒子群算法的FHN神经元UWB-IR信号... 在UWB-IR信号检测中,针对目前所采用的量子粒子群FHN神经元模型易造成粒子群多样性降低,易陷入局部最优,导致求解精度不高的问题,对量子粒子群算法中量子更新参数引入混沌优化算法,提出了基于混沌量子粒子群算法的FHN神经元UWB-IR信号检测方法,分析了所提算法的收敛性,并对所提算法的性能进行仿真验证。仿真结果表明,所提算法与现有算法相比,可提高粒子群的多样性和算法的收敛速度,提高算法精度,实现多个系统参数同时最优,从不同噪声强度下自适应地检测出UWB-IR信号。 展开更多
关键词 超宽带 信号检测 FHN神经元模型 混沌量子粒子群
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水下被动目标参数估计的群体蒙特卡罗方法
18
作者 陈钊 王海燕 +1 位作者 刘郑国 申晓红 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1087-1093,1262,共8页
将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨方位估计方法用于水下被动目标参数估计,与传统的子空间类方法相比,该方法只需要较少的信号快拍数且仅需实数运算。同时采用群体蒙特卡罗(PMC)方法执行贝叶斯计算,能进行模型阶数和方位的联合... 将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨方位估计方法用于水下被动目标参数估计,与传统的子空间类方法相比,该方法只需要较少的信号快拍数且仅需实数运算。同时采用群体蒙特卡罗(PMC)方法执行贝叶斯计算,能进行模型阶数和方位的联合估计,其良好的并行处理能力可显著减少程序运行时间。针对较复杂的三声源情况进行了仿真,仿真结果显示该算法给出了很好的模型阶数和方位估计性能。 展开更多
关键词 被动目标方位估计 水下目标宽带辐射噪声 时域宽带信号模型 贝叶斯高分辨 模型阶数选择 群体蒙特卡罗
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基于希尔伯特-黄变换的超宽带信号检测方法 被引量:2
19
作者 刘潇文 蒋磊 许华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第12期223-229,共7页
基于超宽带信号检测中希尔伯特-黄变换经验模态分解的边界问题,研究分析了基于非等间隔灰色模型预测极值点的解决方法。针对该方法在某些极值分布情况时个别极值点检测不到的问题,提出了时序残差修正的非等间隔灰色模型解决新方法。通... 基于超宽带信号检测中希尔伯特-黄变换经验模态分解的边界问题,研究分析了基于非等间隔灰色模型预测极值点的解决方法。针对该方法在某些极值分布情况时个别极值点检测不到的问题,提出了时序残差修正的非等间隔灰色模型解决新方法。通过理论推导,证明了该新方法的有效性,在此基础上,对实际超宽带信号进行了结合新方法的希尔伯特-黄变换检测仿真。分析和仿真结果表明,改进的经验模态分解可以较为准确地重构出淹没在干扰或者噪声中的超宽带脉冲信号,明显改善了超宽带信号检测的准确度。通过与离散小波变换对比分析,体现出希尔伯特-黄变换更适合用于检测超宽带信号。 展开更多
关键词 超宽带 信号检测 希尔伯特-黄变换 时序残差 非等间隔的灰色模型
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基于FHN神经元模型的UWB信号检测方法 被引量:3
20
作者 刘潇文 蒋磊 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2015年第4期58-61,78,共5页
针对FHN模型检测UWB信号时需要已知UWB信号和调节噪声强度来产生随机共振的局限性,研究分析了FHN模型系统参数与发生随机共振现象的关系,推导了新的输入输出互相关函数,提出了基于新互相关函数的参数调节FHN模型检测新方法。采用新方法... 针对FHN模型检测UWB信号时需要已知UWB信号和调节噪声强度来产生随机共振的局限性,研究分析了FHN模型系统参数与发生随机共振现象的关系,推导了新的输入输出互相关函数,提出了基于新互相关函数的参数调节FHN模型检测新方法。采用新方法对强噪声中的UWB脉冲信号进行检测并对该方法的检测性能进行了仿真比较与分析。仿真结果表明,新方法可以较为准确地检测到淹没在强噪声中的未知UWB脉冲信号,是一种低信噪比非合作下检测UWB信号的方法。 展开更多
关键词 超宽带 信号检测 FHN神经元模型 互相关函数 非合作
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