基于Welch算法的经典功率谱估计的Matlab分析 被引量：39

1

作者 伊鑫 曲爱华 《现代电子技术》 2010年第3期7-9,共3页

从经典功率谱估计周期图法原理入手,从理论上分析了其存在的局限性,借助Welch算法对其进行修正。依靠Matlab强大的数值分析和信号处理能力,进行实验仿真,比较不同的窗函数,不同的数据长度对Welch法谱估计质量的影响,并分析了造成这些影... 从经典功率谱估计周期图法原理入手,从理论上分析了其存在的局限性,借助Welch算法对其进行修正。依靠Matlab强大的数值分析和信号处理能力,进行实验仿真,比较不同的窗函数,不同的数据长度对Welch法谱估计质量的影响,并分析了造成这些影响的原因。 展开更多

关键词 功率谱估计 周期图法 welch算法 MATLAB

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秦沈客运专线轨道谱评判方法的研究 被引量：25

2

作者 陈宪麦 杨凤春 +1 位作者 吴旺青 柴雪松 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期84-88,共5页

基于2004年1月至2005年4月轨道不平顺检测数据,利用Welch改进周期图算法,分析了秦沈客运专线轨道不平顺的功率谱密度,得出平均意义上的最大值、建议值和最小值。参考国内外成熟的轨道谱线表达形式,结合试算结果,得到表达秦沈客运专线轨... 基于2004年1月至2005年4月轨道不平顺检测数据,利用Welch改进周期图算法,分析了秦沈客运专线轨道不平顺的功率谱密度,得出平均意义上的最大值、建议值和最小值。参考国内外成熟的轨道谱线表达形式,结合试算结果,得到表达秦沈客运专线轨道谱的拟合曲线公式,并应用非线性最小二乘拟合优化算法,获得拟合轨道谱表达式的参数。据此,提出秦沈客运专线轨道不平顺功率谱质量的评判方法。该方法将轨道谱图划分成A、B、C、D4个区域,依次定义为优秀、良好、合格和不合格轨道谱线区域。这样,对于一条给定的轨道谱线,就可依此方法来评定其质量,如落入A区的部分谱线为优秀轨道谱,落入B区的部分谱线为良好轨道谱等。 展开更多

关键词 秦沈客运专线 轨道谱 评判方法 welch周期图 轨道不平顺 功率谱密度 拟合轨道谱

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含水砂岩在破坏过程中的频谱特性分析 被引量：25

3

作者 张艳博 黄晓红 +1 位作者 李莎莎 刘祥鑫 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1574-1578,共5页

通过对含水砂岩进行单轴加载声发射试验,获取声发射信号。对整个加载过程声发射信号进行FFT变换,发现随着加载地进行,声发射信号的峰值频率由60 kHz下降到40 kHz,平均主频比自然状态下的砂岩平均主频降低了1 kHz;通过分析能量和岩石声... 通过对含水砂岩进行单轴加载声发射试验,获取声发射信号。对整个加载过程声发射信号进行FFT变换,发现随着加载地进行,声发射信号的峰值频率由60 kHz下降到40 kHz,平均主频比自然状态下的砂岩平均主频降低了1 kHz;通过分析能量和岩石声发射事件数之间的关系,发现能量与对应声发射事件数之间的比值越大,说明能量是由较大的破裂导致的,而能量值与对应声发射事件数之间的比值越小(数量级在104以下),说明能量是由多个小破裂同时产生积聚而成的;用Welch法做功率谱估计,发现得到的声发射信号其功率谱大致分为A、B两种,B类功率谱对应信号的相位突变性强。选取一些较大能量信号,计算这些信号出现之前的B类型功率谱出现的几率,发现越接近破裂出现B类型功率谱的几率越大。研究结果为分析岩石破裂全过程的声发射特性提供了一条新的思路,也为声发射应用于岩石破裂失稳预报奠定了一定的工作基础。 展开更多

关键词 声发射信号 主频 破裂 能量 welch功率谱

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小波包分解Welch平均法在焊接电弧声功率谱估计中的应用 被引量：4

4

作者 马跃洲 张鹏贤 +1 位作者 梁卫东 王春柏 《甘肃工业大学学报》 北大核心 2001年第2期5-8,共4页

对试验系统采集到的焊接电弧声进行了小波包多层分解 ,并利用周期图法、Welch平均法及AR模型法 ,对各频段信号进行功率谱估计 .根据不同谱估计方法的对比结果 ,提出小波包分解结合Welch平均法对焊接电弧声进行功率谱估计的新方法 .通过... 对试验系统采集到的焊接电弧声进行了小波包多层分解 ,并利用周期图法、Welch平均法及AR模型法 ,对各频段信号进行功率谱估计 .根据不同谱估计方法的对比结果 ,提出小波包分解结合Welch平均法对焊接电弧声进行功率谱估计的新方法 .通过对几种规范与飞溅率下的电弧声功率谱的初步分析 ,发现其功率谱分布具有一定的规律性 。 展开更多

关键词 焊接电弧声 小波包分解 功率 谱估计 周期图法 welch平均法 AR模型法

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基于Welch功率谱和卷积神经网络的通信辐射源个体识别 被引量：10

5

作者 王检 张邦宁 +1 位作者 魏国峰 郭道省 《电讯技术》 北大核心 2021年第10期1197-1204,共8页

针对低信噪比条件下通信辐射源个体识别率低的问题,提出了一种基于Welch功率谱和卷积神经网络的通信辐射源个体识别方法。构建了由20个基于ZigBee协议的物联网设备组成的测试平台,将ZigBee信号前同步码部分的Welch功率谱数据作为辐射源... 针对低信噪比条件下通信辐射源个体识别率低的问题,提出了一种基于Welch功率谱和卷积神经网络的通信辐射源个体识别方法。构建了由20个基于ZigBee协议的物联网设备组成的测试平台,将ZigBee信号前同步码部分的Welch功率谱数据作为辐射源指纹特征送入卷积神经网络进行分类。该方法在低信噪比条件下很好地保留了辐射源的指纹特征,结合卷积神经网络强大的微特征提取能力,对辐射源进行了有效分类。实验结果证明,在瑞利信道及低信噪比条件下,所提方法的识别效果明显优于其他方法。 展开更多

关键词 通信辐射源识别 射频指纹 welch功率谱 卷积神经网络

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使用改进Welch法估计心率变异功率谱分析人体疲劳程度 被引量：9

6

作者 徐文会 刘开华 王丽婷 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期67-71,77,共6页

心率变异性(HRV)是现代医学中判定人体状态的重要指标,本文采用改进的Welch方法分析HRV的频域特性,研究人体疲劳度与迷走神经的关系。本文首先给待处理信号加一个时间窗函数,根据需求设定时间长度之后再进行信号频域分析。此方法与经典... 心率变异性(HRV)是现代医学中判定人体状态的重要指标,本文采用改进的Welch方法分析HRV的频域特性,研究人体疲劳度与迷走神经的关系。本文首先给待处理信号加一个时间窗函数,根据需求设定时间长度之后再进行信号频域分析。此方法与经典谱分析方法中的周期图法相比,谱估计的分辨率和方差均得到改善,并且可以任意设定分析HRV的时间长度(目前测量短时HRV的国际标准是5min)。依照本文方法以PhysioNet提供的心电数据库分析疲劳人群的HRV特点,结果显示以Welch法结合适当的窗函数对HRV分析的准确度大大提高,并得到疲劳人群迷走神经活性下降、交感神经活性增强的结果。 展开更多

关键词 心率变异性 疲劳 功率谱 welch 迷走神经

原文传递

一种减少泄漏的新型谱估计方法 被引量：6

7

作者 黄晓红 王兆华 《信号处理》 CSCD 北大核心 2007年第1期144-147,共4页

本文提出了全相位谱分析,即在原FFT谱分析基础上先对输入信号进行了加权叠加处理再进行FFT谱分析,谱分析性能明显好于传统FFT谱分析,泄漏小,信号分辨率高。对随机信号用此方法进行功率谱估计,估计性能明显好于经典的Welch功率谱估计。... 本文提出了全相位谱分析,即在原FFT谱分析基础上先对输入信号进行了加权叠加处理再进行FFT谱分析,谱分析性能明显好于传统FFT谱分析,泄漏小,信号分辨率高。对随机信号用此方法进行功率谱估计,估计性能明显好于经典的Welch功率谱估计。本文从理论及实验两方面进行了分析与证明。 展开更多

关键词 全相位谱分析 功率谱估计 泄漏 welch

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基于Welch法功率谱和广义回归神经网络的禽蛋裂纹辨识 被引量：6

8

作者 丁天华 卢伟 +3 位作者 张超 杜健健 丁为民 赵贤林 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第14期156-160,共5页

为建立一种快速无损检测禽蛋裂纹的方法,构建了基于磁致伸缩振子扫频式振动的禽蛋裂纹检测系统。系统以声学特性为基础,通过利用Welch法功率谱分析禽蛋振动音频信号,利用主成分分析法提取特征向量中的有用信息并构建基于广义回归神经网... 为建立一种快速无损检测禽蛋裂纹的方法,构建了基于磁致伸缩振子扫频式振动的禽蛋裂纹检测系统。系统以声学特性为基础,通过利用Welch法功率谱分析禽蛋振动音频信号,利用主成分分析法提取特征向量中的有用信息并构建基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)的禽蛋裂纹检测模型。实验对290枚鸡蛋进行检测(训练集200枚,测试集90枚)。结果表明,测试集中无损蛋与裂纹蛋的判别率分别达到96.7%和98.3%。研究表明,利用磁致伸缩振子扫频和Welch法功率谱分析,通过主成分分析法提取特征向量中的有用信息并结合GRNN模型检测禽蛋裂纹是可行的。 展开更多

关键词 禽蛋裂纹检测 磁致伸缩 welch功率谱 主成分分析 广义回归神经网络

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水平管泡状流压力信号的功率谱特性比较 被引量：2

9

作者 周云龙 曹茹 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期43-46,共4页

为比较Welch功率谱、AR功率谱和EV功率谱对气液二相水平管泡状流压力信号的功率谱分析效果,对泡状流压力波动信号进行了分析。将提取的泡状流压力波动信号经小波去噪后,分别进行Welch功率谱、AR功率谱和EV功率谱估计,并分析比较所得3种... 为比较Welch功率谱、AR功率谱和EV功率谱对气液二相水平管泡状流压力信号的功率谱分析效果,对泡状流压力波动信号进行了分析。将提取的泡状流压力波动信号经小波去噪后,分别进行Welch功率谱、AR功率谱和EV功率谱估计,并分析比较所得3种功率谱密度图。分析表明:Welch、AR和EV功率谱均能正确反映泡状流压力波动信号的功率谱特性,但有性能差别;由幅值、方差和分辨率3个方面的分析总结出对气液二相水平管泡状流压力信号AR功率谱具有最好的功率谱估计效果。 展开更多

关键词 泡状流 压力信号 welch功率谱 AR功率谱 EV功率谱

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台基噪声功率谱估计中的Welch参数选择

10

作者 尹康达 李小军 +1 位作者 张晓刚 丁成 《地震地磁观测与研究》 2023年第4期63-67,共5页

Welch参数的选择对台基噪声功率谱估计结果影响较大,目前尚无统一选取标准。通过比较不同Welch参数组合下功率谱密度曲线平滑度的变化规律,研究窗口长度和重叠率对功率谱估计的影响,并提出最低重叠率和匹配重叠率的概念。研究表明,当窗... Welch参数的选择对台基噪声功率谱估计结果影响较大,目前尚无统一选取标准。通过比较不同Welch参数组合下功率谱密度曲线平滑度的变化规律,研究窗口长度和重叠率对功率谱估计的影响,并提出最低重叠率和匹配重叠率的概念。研究表明,当窗口长度大于50%、重叠率取值小于最低重叠率时,功率谱估计偏差较大;特定窗口长度对应一系列匹配重叠率,在匹配重叠率下的功率谱估计更准确。 展开更多

关键词 welch参数 台基噪声 功率谱估计 匹配重叠率

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基于Welch算法故障电弧电流信号功率谱的特征与电弧故障诊断 被引量：2

11

作者 管红立 王博文 +1 位作者 王启龙 赵智忠 《电器与能效管理技术》 2016年第24期13-19,共7页

为实现低压配电系统电弧故障准确诊断,依据碳电极电弧故障试验结果,基于Welch算法分析混合负载条件时故障电弧电流信号的功率谱,提出故障电弧电流信号功率谱的3个特征。根据功率谱的3个特征,提出一种新型电弧故障诊断方法——面积变化... 为实现低压配电系统电弧故障准确诊断,依据碳电极电弧故障试验结果,基于Welch算法分析混合负载条件时故障电弧电流信号的功率谱,提出故障电弧电流信号功率谱的3个特征。根据功率谱的3个特征,提出一种新型电弧故障诊断方法——面积变化率法。研究表明,可采用所提方法诊断居民配电系统中的电弧故障,并可为发展电弧故障诊断提供理论指导。 展开更多

关键词 电弧故障诊断 welch算法 功率谱 面积变化率 居民配电系统

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基于Welch功率谱的加速度积分改进方法研究 被引量：1

12

作者 李展铨 陈太聪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第18期41-46,54,共7页

针对带噪加速度信号的积分问题,新近发展的有效频段法相对于传统的频率截止法,积分精度和抗噪性得到了较大改善。但多个分析频率范围需要人为指定,且高噪声的适应性仍较差,不利于工程实践。基于加速度信号的Welch功率谱,提出改进的有效... 针对带噪加速度信号的积分问题,新近发展的有效频段法相对于传统的频率截止法,积分精度和抗噪性得到了较大改善。但多个分析频率范围需要人为指定,且高噪声的适应性仍较差,不利于工程实践。基于加速度信号的Welch功率谱,提出改进的有效频段法。首先针对Welch功率谱曲线,综合应用5%峰值阈值和邻近波谷频率,实现分析频率范围的自动定义。继而提出基于Welch功率谱曲线和基于Welch功率谱开方曲线的两种不同形态拟合方法,实现有效频段的自动识别。最终进行有效频段内的频域积分,得到相应的速度和位移信号。通过数值模拟算例,对比考察原有效频段法和改进方法在多频激励和随机激励下的积分效果。结果表明,相对于原方法,改进方法可以实现加速度积分的全程自动分析,且抗噪性能进一步加强,其中基于Welch功率谱曲线和基于Welch功率谱开方曲线的形态拟合分别适用于高噪声下的多频激励情况和随机激励情况。 展开更多

关键词 加速度积分 频域积分 有效频段 welch功率谱

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小波包分解Welch算法在鼾声谱估计中的研究 被引量：3

13

作者 刘勇 尹会苏 +1 位作者 乔振花 刘朝兵 《生物医学工程与临床》 CAS 2021年第2期131-136,共6页

目的利用鼾声信号各频带的功率谱估计特征,诊断鼾声的阻塞部位。方法针对Welch功率谱估计法处理典型非平稳信号时是单一分辨率分析的问题,提出了一种小波包分解的Welch算法对鼾声信号功率谱估计的新方法。首先对采集的鼾声信号进行小波... 目的利用鼾声信号各频带的功率谱估计特征,诊断鼾声的阻塞部位。方法针对Welch功率谱估计法处理典型非平稳信号时是单一分辨率分析的问题,提出了一种小波包分解的Welch算法对鼾声信号功率谱估计的新方法。首先对采集的鼾声信号进行小波包多层分解,然后对分解系数重构,最后参照人耳听觉模型并结合各频带信号时频分布的特点,对各频带信号采用Welch算法结合不同的窗宽进行功率谱估计,同时初步分析了不同阻塞部位鼾声各频带的功率谱估计特性。结果该方法在对鼾声信号功率谱估计时,信号中低频和高频部分具有不同的频率和时间分辨率,3000~5000 Hz频带有无功率谱分布可以作为判断鼾声阻塞部位的依据。结论实验结果验证了该方法有效性,同时针对不同阻塞部位导致的鼾声,初步分析了其不同频带的功率谱估计特点. 展开更多

关键词 鼾声 小波包分解 韦尔奇法 功率谱估计 阻塞部位

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利用功率谱检测气枪信号 被引量：1

14

作者 牟磊育 白永福 +4 位作者 张伟 马士振 王占英 丁晗 岳辉 《地震地磁观测与研究》 2005年第5期95-99,共5页

使用北京台网记录的数据,利用功率谱方法对中海油渤海勘探部在渤海湾进行的气枪试验进行了分析。通过北京台网部分台站噪声功率谱与含有气枪信号信息的噪声功率谱进行的比较,发现频率0.2Hz左右含气枪信号信息的噪声功率谱明显高于不含... 使用北京台网记录的数据,利用功率谱方法对中海油渤海勘探部在渤海湾进行的气枪试验进行了分析。通过北京台网部分台站噪声功率谱与含有气枪信号信息的噪声功率谱进行的比较,发现频率0.2Hz左右含气枪信号信息的噪声功率谱明显高于不含气枪信号信息噪声功率谱。 展开更多

关键词 功率谱 气枪试验 welch

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一种基于数字正交变换的频率估计算法

15

作者 杨坡 韩光威 《舰船电子对抗》 2022年第4期72-74,79,共4页

在数字信号处理中,频率估计有着极为重要的意义,频率估计在军事、通信等领域都有广泛的应用。讨论了基于功率谱的频率估计算法——Welch算法,提出了一种基于数字正交变换的频率估计算法,该算法简单,易于实现。仿真结果表明,在一定的信... 在数字信号处理中,频率估计有着极为重要的意义,频率估计在军事、通信等领域都有广泛的应用。讨论了基于功率谱的频率估计算法——Welch算法,提出了一种基于数字正交变换的频率估计算法,该算法简单,易于实现。仿真结果表明,在一定的信噪比下,基于数字正交变换的频率估计算法优于Welch算法。 展开更多

关键词 频率估计 welch算法 功率谱 相位信息

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变粒岩破裂全过程声发射时频特性试验研究 被引量：1

16

作者 吴贤振 刘建伟 +2 位作者 李金平 刘祥鑫 张艳博 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1-4,10,共5页

通过变粒岩单轴压缩下声发射试验,采集了应力-应变曲线与声发射数据。联合应力曲线,总结了声发射积累计数和积累能量的演化特征。利用Welch谱估计法与小波能谱系数法分别对试件声发射信号功率谱密度及能量分布特征进行了分析。研究表明... 通过变粒岩单轴压缩下声发射试验,采集了应力-应变曲线与声发射数据。联合应力曲线,总结了声发射积累计数和积累能量的演化特征。利用Welch谱估计法与小波能谱系数法分别对试件声发射信号功率谱密度及能量分布特征进行了分析。研究表明,声发射积累能量比振铃积累计数能更好地预测岩石破坏;在试件破坏前或产生较大裂纹时,声发射信号峰值频率会有所下降,其能量集中频段也在扩大;在[78 kHz,156 kHz]频段能谱系数持续增大且其值超过50%的声发射信号出现频繁的现象,可作为试件破坏失稳的前兆信息。结合岩石声发射信号时频特性,可为预测岩体破坏提供一种新思路。 展开更多

关键词 岩石力学 单轴压缩 声发射 welch谱估计法 小波能谱系数

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基于MPI的Welch功率谱估计并行算法的实现 被引量：1

17

作者 熊齐 陈南晖 方霞 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第12期194-197,共4页

Welch算法是一种应用很广的经典功率谱估计算法。但是面对现在日益膨胀的海量数据,单纯在串行Matlab环境下运行Welch算法势必耗费大量的运算时间。尽管Matlab也引入了并行计算工具箱,但是价格昂贵,不利于大范围推广使用。根据Welch算法... Welch算法是一种应用很广的经典功率谱估计算法。但是面对现在日益膨胀的海量数据,单纯在串行Matlab环境下运行Welch算法势必耗费大量的运算时间。尽管Matlab也引入了并行计算工具箱,但是价格昂贵,不利于大范围推广使用。根据Welch算法的原理,在Linux集群环境及消息传递接口MPI的支持下,采用主从并行编程模式,实现了一个开源的Welch并行算法PMWelch。实验结果表明,PMWelch不仅具有Matlab下Welch算法一样的运算结果,还可以大幅减少运行时间。 展开更多

关键词 welch算法 功率谱估计 消息传递接口

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小鼠视觉感受区电位信号(LFP)与视觉刺激之间的关系研究

18

作者 李倩 李志伟 +2 位作者 党磊 张静怡 高强 《数学的实践与认识》 北大核心 2015年第14期78-85,共8页

对小鼠大脑皮层视觉感受区电位信号与呼吸和视觉刺激的关系分别进行了研究和分析.首先,通过对细胞膜神经冲动传导行为的分析,借助H0dgkin-Huxley模型,求解得到了脑电波电位信号.然后,通过小波分解和经验模态分解将小鼠脑电波进行多尺度... 对小鼠大脑皮层视觉感受区电位信号与呼吸和视觉刺激的关系分别进行了研究和分析.首先,通过对细胞膜神经冲动传导行为的分析,借助H0dgkin-Huxley模型,求解得到了脑电波电位信号.然后,通过小波分解和经验模态分解将小鼠脑电波进行多尺度分解,在不同尺度上将呼吸波与脑电波进行相关性分析.再之后,对小鼠视觉感受区电位信号变化与呼吸对应的脑电波关联性进行分析,建立了消除噪声和放大微弱信号的脑电波分离模型.最后,对去噪后的视觉刺激信号和呼吸信号进行Welch功率谱分析,通过对比不同视觉刺激信号下,呼吸对应脑电波的频率,证明小鼠视觉刺激信号的脑电波成份中不包含图形形状因素. 展开更多

关键词 Hodgkin-Huxley模型 小波分解 经验模态分解 welch功率谱

原文传递

飞行品质频域准则的输入激励研究

19

作者 支真莉 韩意新 《航空科学技术》 2017年第2期29-33,共5页

采用加权交叠平均法(Welch法)对电传飞机的4种典型输入激励进行功率谱估计分析,通过合适的加窗处理和频谱分析得到最优的激励输入,并将扫频输入得到的飞机频率特性使用带宽准则、Neal-Smith准则进行飞行品质评估,最终给出评估结果和结论... 采用加权交叠平均法(Welch法)对电传飞机的4种典型输入激励进行功率谱估计分析,通过合适的加窗处理和频谱分析得到最优的激励输入,并将扫频输入得到的飞机频率特性使用带宽准则、Neal-Smith准则进行飞行品质评估,最终给出评估结果和结论,这对飞行试验的飞行品质研究具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 功率谱估计 welch法 带宽准则 Neal-Smith准则

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基于韦尔奇功率谱的雷达辐射源信号识别 被引量：1

20

作者 涂拥军 李静 +1 位作者 王国恩 李绕奇 《航天电子对抗》 2009年第3期32-34,共3页

应用韦尔奇功率谱原理提取信号识别特征参数,根据提取出的参数特点设计信号识别流程模型。从多种信号中检测识别线性调频信号、相位编码信号、频率编码信号。分析了特征的适用范围和信号环境。仿真分析该特征提取算法和识别方法的可行性。

关键词 雷达辐射源 韦尔奇功率谱 特征提取 目标识别

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