非平穩信號分析與處理導論——理論及其在雷達中的應用

陶然，北京理工大學教授。國家級教學名師，全國優秀教師，國家傑出青年科學基金獲得者，長江學者特聘教授，長期從事信號處理的教學和科研工作。 白霞，北京理工大學副教授，長期從事雷達信號處理的教學和科研工作。 喬幸帥，北京郵電大學講師，長期從事信號分析和雷達信號處理的教學和科研工作。 郇浩，北京理工大學副教授，長期從事空間電子偵察技術研究。 史軍，哈爾濱工業大學教授，從事信號處理、通信理論與前沿技術研究。

目錄

 

 

理論基礎篇

第1章緒論31.1信號的分類3

1.2傅裏葉分析6

1.2.1四種傅裏葉變換6

1.2.2與傅裏葉變換有關的譜8

1.2.3傅裏葉分析的局限性10

1.3信號分析基礎12

1.3.1瞬時頻率12

1.3.2時寬與帶寬12

1.3.3不確定原理14

習題15

參考文獻16

第2章典型的時頻分析17

2.1短時傅裏葉變換17

2.1.1短時傅裏葉變換的定義17

2.1.2短時傅裏葉變換的性質19

2.1.3短時傅裏葉反變換19

2.1.4短時傅裏葉變換時間和頻率分辨率20

2.1.5短時傅裏葉變換的離散化22

2.1.6短時傅裏葉變換與Gabor變換25

2.2WignerVille分布26

2.2.1WignerVille分布的定義26

2.2.2WignerVille分布的性質30

2.2.3WignerVille分布反變換32

2.2.4WignerVille分布與演變譜的關系32

2.2.5WignerVille分布的離散化32

習題35

參考文獻36

第3章Cohen類時頻分布37

3.1Cohen類時頻分布的表示形式37

3.1.1雙線性時頻分布的一般表示37

3.1.2雙線性時頻分布的個例38

3.2Cohen類時頻分布的交叉項抑制39

3.2.1模糊函數39

3.2.2模糊函數與WignerVille分布41

3.3Cohen類時頻分布的成員46

3.3.1理想時頻分布的性質46

3.3.2Cohen類的其他成員47

3.4循環平穩信號的譜相關分析48

3.4.1循環平穩的基本概念48

3.4.2譜相關分析49

習題53

參考文獻53

第4章小波變換54

4.1時間尺度分析54

4.2小波變換基礎56

4.2.1小波變換的定義56

4.2.2小波變換的性質58

4.2.3小波反變換59

4.2.4常用的經典小波61

4.3小波變換與短時傅裏葉變換63

4.4離散小波67

4.4.1小波變換的冗余性67

4.4.2尺度離散化68

4.4.3離散柵格上的小波變換68

4.5多分辨率分析基礎69

4.5.1信號的分解近似69

4.5.2多分辨率分析的定義72

4.5.3Mallat算法75

習題79

參考文獻79

第5章分數階傅裏葉變換80

5.1分數階傅裏葉變換基礎80

5.1.1分數階傅裏葉變換的定義80

5.1.2分數階傅裏葉變換的基本性質82

5.1.3分數階傅裏葉變換的計算85

5.2分數階傅裏葉變換與時頻變換的關系86

5.2.1分數階傅裏葉變換與WignerVille分布86

5.2.2分數階傅裏葉變換與短時傅裏葉變換87

5.2.3分數傅裏葉域的不確定原理88

5.3Chirp信號與Chirp平穩89

5.3.1Chirp信號的時頻特點89

5.3.2分數階功率譜92

5.3.3Chirp平穩的基本概念94

習題97

參考文獻98

第6章分數階時頻分析99

6.1短時分數階傅裏葉變換99

6.2分數階時頻分布理論107

6.2.1分數階魏格納分布107

6.2.2分數階模糊函數111

6.3分數階小波變換理論114

6.3.1分數階卷積115

6.3.2分數階小波變換117

6.3.3WT與STFT的分數域推廣對比119

習題122

參考文獻122

第7章稀疏時頻分析123

7.1信號分解與重建理論123

7.2信號的稀疏表示124

7.2.1信號的稀疏性124

7.2.2稀疏字典的構造126

7.3稀疏信號的重建127

7.3.1稀疏問題建模127

7.3.2稀疏重建算法127

7.4稀疏時頻分析的實現132

參考文獻140

實踐應用篇

第8章雷達基礎1458.1雷達概述145

8.2雷達信號處理基礎147

8.2.1信號模型147

8.2.2脈沖壓縮148

8.2.3多普勒濾波149

8.3多普勒分析150

參考文獻151

第9章運動目標ISAR成像152

9.1ISAR成像原理152

9.1.1平動補償153

9.1.2轉臺模型154

9.1.3轉動補償158

9.2基於分數階傅裏葉變換的ISAR成像159

9.2.1階次估計160

9.2.2方位定標160

9.2.3ISAR成像與定標算法161

9.3基於時頻變換的ISAR成像168

9.3.1基於短時傅裏葉變換的RID成像169

9.3.2基於平方調頻信號參數估計的RID成像171

9.4基於稀疏表示的動態ISAR成像178

9.4.1信號的稀疏表示178

9.4.2動態ISAR成像178

參考文獻184

第10章雷達人體感知185

10.1雷達人體微多普勒效應185

10.1.1微多普勒效應185

10.1.2人體微多普勒信號模型186

10.1.3全局人體行走仿真模型187

10.2人體微多普勒信號分離189

10.2.1人體微多普勒信號稀疏表征189

10.2.2基於STFRFT的人體微動分離192

10.2.3微多普勒信號分離實驗194

10.3人體雷達回波點雲處理199

10.3.1FMCW雷達信號模型199

10.3.2人體回波多域分析200

10.3.3時間距離多普勒三維點雲202

10.4人體行為分類和身份識別206

10.4.1基於微動增強的人體感知方法206

10.4.2卷積主成分分析網絡206

10.4.3人體行為分類208

10.4.4行人身份識別213

參考文獻218

第11章雷達輻射源信號偵察處理219

11.1雷達輻射源信號分析219

11.1.1雷達脈沖描述字測量219

11.1.2脈沖流信號分選220

11.1.3脈內調制識別與參數估計221

11.2合成孔徑輻射源定位232

11.2.1輻射源目標信號去調制方法233

11.2.2輻射源目標多普勒信號模型234

11.2.3輻射源目標位置參數估計235

11.2.4非連續觀測條件下的合成孔徑定位243

參考文獻246