弱信号检测

摘要： 考虑有用信号建模于复数相位,研究在相位噪声影响下弱信号检测的信噪比问题。首先,给出零均值复高斯噪声下复数相位中噪声的分布和特征,提出针对弱信号的噪声特征近似计算方法。然后,考虑平坦衰落信道即信号幅度一定时,推导基于多样本的信号检测信噪比公式及其近似计算方法。之后,考虑瑞利衰落信道,以二进制相位调制为例,推导平均检测信噪比与误码率的理论公式及近似计算方法。最后,仿真验证所提信噪比与误码率计算方法的有效性。本文研究对于相位信号检测类问题有很好的参考价值。

摘要： 针对由于积累时间长、目标距离徙动和频率徙动导致相参积累效能降低的问题,提出了一种基于多种群的粒子群优化算法。首先将目标回波数据进行分段,使得段内目标回波数据分布不会跨距离单元和频率单元,然后利用基于种群交换的多种群粒子群优化算法进行距离、速度和加速度参数搜索,采用迭代寻找全局最优粒子,作为目标的距离、速度和加速度,实现目标回波的相参积累。仿真试验验证了算法的有效性。

摘要： 在持续强噪声环境下,为了解决以往使用的傅里叶、自适应随机共振弱信号检测方法存在检测精度低的问题,提出了基于非线性误差校正的强噪声环境下管道泄漏弱信号检测系统设计。使用LC0151T加速度传感器,将电荷集中在一起。使用单运放OP27加法器,将混合信号经过电阻网络进行100倍衰减,应用滤波器得到频域响应输入/输出值。采用PCB布局方式,屏蔽由信号交叉引起的干扰,达到系统抗干扰目的。软件部分设置放大器增益控制功能,依据弱信号检测流程,获取检测后信号,通过非线性误差校正,实现弱信号精准检测。由试验结果可知,在理想输出信号范围内,具有精准检测结果。

摘要： 光电探测是获取信息的主要手段之一。随着激光、光纤、光电子、计算机等领域中相关技术的快速发展,各类新型光电探测与成像技术如雨后春笋般不断涌现,其在军民领域的应用也越来越广泛,如弱信号检测、目标识别技术、激光雷达探测技术、单像素成像技术等,不仅受到广大业内人士的普遍关注,同时也是国家核心科技的重要组成部分。

摘要： 针对水下航行体位置姿态参数水声测量的需求,阐明了该课题水声测量的技术方案,详细介绍了高速目标水声遥测多普勒补偿、强干扰条件下弱信号检测等关键技术的技术途径,在关键技术研究的基础上设计了一种时延粗调与频率细调相结合的信标体制,并试制了系统原理样机,通过湖上试验验证了样机的性能指标.

摘要： 为实现低信噪比下未知频率的故障信号检测,构造一种新的三维弱信号检测系统—Lv-cos系统,分析新混沌系统的基本动力学行为,研究表明新型Lv-cos系统对于弱信号检测具有广域性,由混沌状态过渡到周期状态临界值唯一,且状态变化明显,适用于弱信号检测,在不同背景噪声下可检测信噪比低至-66 dB的弱信号.将变尺度法引入到新型Lv-cos检测系统,并对待测信号与内置信号进行合并处理,通过理论和仿真实验证明,该方法可以仅在一组系统参数条件下实现对任意频率、任意相位信号的检测.新设计的Lv-cos混沌系统解决了原始Lv混沌系统状态变化不明显,临界点选取困难等问题,在弱信号检测领域的工程实践中有广阔的应用前景.

摘要： 在水下弱信号检测领域中,信道传输中的多径效应与接收信号的低信噪比问题极大地增加了水下弱信号的检测难度.文中基于水声射线理论模型,提出一种基于被动时反-随机共振(PTR-SR)的水下弱信号参数优化检测方法.该方法结合了时间反转与随机共振的优势,利用时反方法将水下多径干扰转换为信号增益,利用随机共振方法将部分噪声能量转移到目标信号中,同时对增益幅值参数Asr进行优化,提升低信噪比环境下接收信号的信噪比增益,并进行了仿真试验分析.仿真结果表明,PTR-SR联合检测方法性能优于传统方法,可有效提升信号输入-输出信噪比增益,并能够在更低信噪比下有效进行微弱信号检测.文中方法可为水下弱信号检测技术提供理论和技术支持.

摘要： 在水下弱信号检测领域中,信道传输中的多径效应与接收信号的低信噪比问题极大地增加了水下弱信号的检测难度。文中基于水声射线理论模型,提出一种基于被动时反-随机共振(PTR-SR)的水下弱信号参数优化检测方法。该方法结合了时间反转与随机共振的优势,利用时反方法将水下多径干扰转换为信号增益,利用随机共振方法将部分噪声能量转移到目标信号中,同时对增益幅值参数Asr进行优化,提升低信噪比环境下接收信号的信噪比增益,并进行了仿真试验分析。仿真结果表明,PTR-SR联合检测方法性能优于传统方法,可有效提升信号输入-输出信噪比增益,并能够在更低信噪比下有效进行微弱信号检测。文中方法可为水下弱信号检测技术提供理论和技术支持。

摘要： 基于声学弱信号在离散傅里叶基上的稀疏特性,采用服从独立分布的高斯随机测量矩阵和正交匹配追踪算法对声学弱信号进行压缩与重构.研究声学弱信号谱域向量稀疏特性,提出了基于压缩感知谱距的声学弱信号检测算法,对实际声学弱信号进行了端点检测试验.试验结果表明,基于压缩感知谱距的声学弱信号检测算法具有抗噪性能良好、运算效率高以及算法扩展性强等特点.

摘要： 传统的水下声信号检测方法的不足之处是在滤除噪声的同时,有用信号也受到损失,且随着噪声的增大,检测精度也会降低.针对强噪声背景下水下声呐信号频率解耦问题,采用马赫曾德光纤声呐传感器搜集水下声呐信号,当声呐信号注入混沌系统,利用混沌系统对信号参数的敏感性及对噪声免疫性的特点,一定频率的信号会使系统处于大尺度周期态,信噪比可以达到-65dB,对声呐信号锁频明显.理论计算和实验结果表明,该混沌声呐信号处理方法具有极低的信噪比和较高的频率辨识能力.

摘要： 本文对基于盲源分离技术的弱信号检测方法进行了研究,构造了弱信号检测模型.采用基于高阶累积量的独立分量分析算法来对弱信号进行检测.为了证明模型和算法的有效性,对弱语音信号进行实验仿真检测.实验表明,盲源分离技术应用在弱信号检测中是可行的,算法能够有效地提高输出信噪比.随着输入信噪比的降低,输出信噪比的改善效果越明显.当输入信噪比不低于-82dB时,该算法能有效地检测到弱信号源.

摘要： 随着声隐身技术的不断发展，舰船的辐射噪声越来越弱，利用矢量传感器提高增益的能力对弱信号进行检测是未来的发展趋势。文章基于矢量传感器的弱信号噪声测量系统，对不同时间长度和不同信噪比的条件下的矢量处理能力进行分析；并结合海试数据，进一步证明了矢量传感器的优越性。

摘要： 时频分析方法是利用时间和频率的联合函数来表示非平稳信号，并对其进行分析和处理。本文介绍了时频分析的概念及分类，并阐述线性时频分析中短时傅里叶变换、Gabor展开、小波分析的原理，概括了这三种方法的研究进展，并用这三种方法对弱信号的检测性能进行分析。经过对比可以得出结论，小波变换更适合弱信号的检测。

摘要： 随着水下目标隐身技术的迅速发展，被动宽带检测系统弱信号检测能力的提高成为研究的重点。本文针对MVDR方法对弱信号检测能力差的缺点，提出了一种基于协方差矩阵重构的改进MVDR方法(RRMVDR)，该方法首先利用高分辨方法预估目标方位和个数，然后利用预估的目标个数和目标方位来重构信号协方差矩阵，从而得到新方法的权系数。仿真结果表明：新方法的最低检测信噪比相比传统MVDR方法提高了6dB，整个宽带内的阵增益稳定且空间谱的旁瓣低。

摘要： 针对目前利用混沌振子检测待测弱信号中存在的不能快速，准确地实现弱信号的检测等关键问题，本文构造了一种利用混沌同步法对变型蔡式电路进行弱信号检测的系统。实验证明此方案不仅可行，而且能实现较快准确地检测出幅值达10-12数量级的微弱信号来，这就为混沌同步在弱信号检测的实际应用奠定了基础。

摘要： Duffing系统临界态相变对弱信号检测研究非常重要,本文研究Duffing临界状态的性能.介绍了随机微分方程理论关于噪声对系统周期态影响的分析:然后为克服存在的过渡过程,建立改进的系统仿真模型.通过仿真试验分析Duffing系统临界态的性能,混沌态与大尺度周期态表现的性能差别深化了对混沌现象的认识；重点研究受噪声干扰的系统运动状态变化情况,得出系统运动越接近临界态越对嗓声敏感,噪声越强周期态运动容易再次跃迁回混沌态,说明随机微分方程理论分析临界状态结果不正确；实验结果还表明噪声是在某些特定条件下导致处于临界大尺度周期态运动的系统发生突变分叉跃迁回混沌状态,值得进一步深入研究.

摘要： 在从背景噪声中提取弱信号原理的基础上，提出一种BP(backpropagation)网络检测弱信号的改进方法。首先，将没有包含噪声的信号输入神经网络，使之训练稳定后得到输出和权值;再利用包含弱信号的噪声信号训练该神经网络，得出稳定的输出和权值;最后提取出弱信号。为得出最优化模型，本文对BP网络的训练函数，网络结构和传输函数进行比较选择，并对BP网络的学习率做出改进。改进方法实现了弱信号的检测，寻优精确且误差小。同时，在一定程度上解决了BP网络存在的缺陷，使BP网络在收敛时间和收敛效果方面都得到了改善。该方法对弱信号的检测领域具有较好的可操作性。

摘要： 水下声场的探测具有信号弱干扰大的特点,传统的小波去噪的方法具有阈值固定的局限性,本文利用近年来新出现的压缩感知理论,结合小波分析的方法解决这一问题,文中介绍小波分解、信号稀疏变换和重构算法,并与传统小波阈值滤波方法进行了比较,仿真实验结果表明基于压缩感知的小波滤波方法可以较好地去除水下声场弱信号中的噪声,具有工程实际应用价值.

摘要： 水下声场的探测具有信号弱干扰大的特点,传统的小波去噪的方法具有阈值固定的局限性,本文利用近年来新出现的压缩感知理论,结合小波分析的方法解决这一问题,文中介绍小波分解、信号稀疏变换和重构算法,并与传统小波阈值滤波方法进行了比较,仿真实验结果表明基于压缩感知的小波滤波方法可以较好地去除水下声场弱信号中的噪声,具有工程实际应用价值.

摘要： 水下声场的探测具有信号弱干扰大的特点,传统的小波去噪的方法具有阈值固定的局限性,本文利用近年来新出现的压缩感知理论,结合小波分析的方法解决这一问题,文中介绍小波分解、信号稀疏变换和重构算法,并与传统小波阈值滤波方法进行了比较,仿真实验结果表明基于压缩感知的小波滤波方法可以较好地去除水下声场弱信号中的噪声,具有工程实际应用价值.

摘要： 本发明公开了一种从未知强变频信号中检测弱低频信号方法，本发明方法首先将输入的未知强变频信号分成两路，一路进数字采集系统，另一路用于产生跟踪触发信号，然后利用跟踪触发信号实现对未知强变频信号的触发采集，并对采集到的信号分析和处理从而实现从该未知强变频信号中检测弱低频信号。本发明方法对背景信号特征先验知识的依赖小、分析数据长度小、采样速度低、数据处理的实时性高，非常适合于在弱信号提取及检测中使用。

摘要： 本发明的实施例公开一种利用弱信号保持的振声检测信号重构方法和系统，所述方法包括：步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S；步骤102求取信号差分序列；步骤103求取弱信号保持因子；步骤104求取弱信号先验特征函数；步骤105求取重构后的信号序列。

摘要： 本发明提供了一种基于随机电报信号噪声调节随机共振检测弱信号的方法，针对具有弱信号的二维非线性系统，通过调节随机电报信号噪声的高低阈值、噪声关联时间和噪声强度，实现二维非线性系统与随机电报信号噪声和周期信号间最强的协作机制，即随机共振。此外，随机电报信号在电子信息工程领域中较为常见且易于操作处理，是一种非高斯型随机噪声，能够使得二维非线性系统在随机电报信号噪声的作用下产生明显的随机共振现象和较高的信噪比值，更容易对系统中的弱信号进行检测。本发明不仅是一种方便快捷的方法，且具有广泛的适用性，能够提高电子信息工程效能。

摘要： 本发明公开了一种从未知强变频信号中检测弱低频信号方法，本发明方法首先将输入的未知强变频信号分成两路，一路进数字采集系统，另一路用于产生跟踪触发信号，然后利用跟踪触发信号实现对未知强变频信号的触发采集，并对采集到的信号分析和处理从而实现从该未知强变频信号中检测弱低频信号。本发明方法对背景信号特征先验知识的依赖小、分析数据长度小、采样速度低、数据处理的实时性高，非常适合于在弱信号提取及检测中使用。

摘要： 本发明公开了一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，包括：交流检测电路、比较控制电路和输出电路，所述交流检测电路包括检测探棒、第一电阻和交流信号源，所述检测探棒的输出端连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端与交流信号源的正极连接，所述交流信号源的负极接地；所述输出电路包括由第六电阻和第二电容组成的输出滤波电路，所述交流检测电路的输出端连接控制电路，所述控制电路的输出端连接输出电路。本发明通过对燃烧火焰离子浓度大小进行动态监测，以达到对燃烧系统的燃烧工况实施实时闭环控制，保证产品在燃烧性能、效率、以及烟气排放安全、环保等性能方面的需要。

摘要： 本实用新型公开了一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，包括：交流检测电路、比较控制电路和输出电路，所述交流检测电路包括检测探棒、第一电阻和交流信号源，所述检测探棒的输出端连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端与交流信号源的正极连接，所述交流信号源的负极接地；所述输出电路包括由第六电阻和第二电容组成的输出滤波电路，所述交流检测电路的输出端连接控制电路，所述控制电路的输出端连接输出电路。本实用新型通过对燃烧火焰离子浓度大小进行动态监测，以达到对燃烧系统的燃烧工况实施实时闭环控制，保证产品在燃烧性能、效率、以及烟气排放安全、环保等性能方面的需要。

摘要： 本发明公开一种弱信号检测仪器中有用信号频带内工频谐波干扰抑制电路，是利用频率、相位、幅度全面跟踪有用信号频带内工频谐波造成干扰的补偿电路。是主微处理器控制信号传感器与阻抗匹配网络的接通与断开，阻抗匹配网络经前置放大器、宽带滤波器与程控放大器连接，输出信号包络检测器通过控制线和数据总线与从微处理器连接，程控放大器经锁相环连接DDS信号发生器。有效地抑制检测仪器中有用信号频带内的工频谐波干扰，实时地跟踪这种干扰的频率、相位和幅度，将其从接收信号中滤除，而不影响其它有用信号，不影响和这种干扰频率重叠的有用信号频率成分。

摘要： 本发明公开一种弱信号检测仪器中有用信号频带内工频谐波干扰抑制电路，是利用频率、相位、幅度全面跟踪有用信号频带内工频谐波造成干扰的补偿电路。是主微处理器控制信号传感器与阻抗匹配网络的接通与断开，阻抗匹配网络经前置放大器、宽带滤波器与程控放大器连接，输出信号包络检测器通过控制线和数据总线与从微处理器连接，程控放大器经锁相环连接DDS信号发生器。有效地抑制检测仪器中有用信号频带内的工频谐波干扰，实时地跟踪这种干扰的频率、相位和幅度，将其从接收信号中滤除，而不影响其它有用信号，不影响和这种干扰频率重叠的有用信号频率成分。

摘要： 一种强杂波下FMCW阵列雷达运动多目标弱信号检测方法及装置，该方法包括：对不同阵元不同调频周期的差频信号分别进行快速傅里叶变换处理得到不同目标的距离谱(S101)；对距离谱进行对消处理以剔除静止目标产生的杂波信号(S102)；对对消处理后的数据进行第一次检测得到第一目标，第一次检测采用有序统计量恒虚警检测(S103)；对第一目标进行第二次检测使第二次检测后得到的第二目标的个数满足预设条件，第二目标的个数小于第一目标的个数(S104)；对第二目标进行第三次检测得到第三目标，第三次检测采用阵列信息进行空间谱估计，利用真实目标和虚假目标空间谱估计峰值的差异剔除虚假目标(S105)；输出第三目标的距离、速度和角度信息(S106)。该方法可显著提升强杂波环境下的运动多目标弱信号检测能力。

摘要： 本实用新型公开了一种应用于量子传感器输出的弱信号检测电路及检测系统，模拟信号输入电路的模拟信号输入连接至单端信号转差分信号电路，单端信号转差分信号电路后级与AD7760芯片的AD模数转换器电连接，AD7760芯片VINA+脚上串联RC并联反馈电路后与反馈至其VOUT‑引脚，AD7760芯片VINA+引脚上串联电阻后与单端信号转差分信号电路的ADC‑VINA+功能端电连接，AD7760芯片VIN+引脚上串联电阻后反馈至其VOUT+引脚，AD7760芯片VIN‑引脚上串联电阻后反馈至其VOUT‑引脚。有效控制不会引入衰减误差，数据更加稳定，避免数据干扰不稳定现象发生。