跳频信号时频分析及功率谱估计

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跳频通信以其独特的抗干扰性能,低截获率和抗人为阻塞能力,在当前军用和民用通信研究领域得到了广泛应用。在电子对抗中,对于通信的干扰方来说,如何快速获得跳频系统的跳频信息,以对敌方系统产生有效干扰,成为电子对抗研究的重点,同时这也对跳频通信提出了严峻的挑战。在信息化战争中,只要能有效截取并干扰敌方有用的信息,才能给战争胜利打下坚实的基础。  本文从国内外战争发展的形势出发,在简单介绍跳频通信及跳频电台在国内外发展和应用的基础上,进一步论述了跳频信号的一些相关内容,如跳频信号的产生和接收系统、时域波形、跳频图案、跳频通信系统的同步、跳频信号的组网及几种常见的伪随机序列和跳频系统的技术指标。  随后详细介绍了用短时傅立叶变换(STFT)和Wigner-Ville变换(WVD)两种时频分析工具,对跳频信号的参数进行检测估计,通过仿真,对比了STFT和WVD两种时频分析工具的优劣。两种变换能很好的分析跳频信号;STFT变换存在时间分辨率和频率分辨率的矛盾,SPWVD变换相对PWVD变换、WVD变换,能有效减少交叉干扰项;在跳频信号频率估计上,SPWVD变换由于在时域和频域同时进行滤波,比STFT变换估计精度高,但是在实时应用方面,STFT变换却优于SPWVD变换。另外在有效改变信噪比的大小、窗函数的形式和长度的情况下,通过STFT和SPWVD两种时频变换,对跳频信号的瞬时频率进行有效的仿真和对比。  最后对于跳频信号这种典型的随机信号,基于经典周期图方法对跳频信号功率谱估计的有偏性,通过对此方法的改进,估计合适有效的跳频信号功率谱,以便对跳频信号功率谱有更深入的了解,使功率谱估计在实际应用中更加广泛。
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