刘伟庭-现代测试技术5-6`.pdf

现代信号处理方法 1、现代谱分析方法 2、最小均方误差滤波 3、同态滤波和时谱技术 4、信号的时频分析 谱分析的含义 利用给定的N个样本数据估计一个平稳随机信号的功率谱 密度，为谱分析的过程。 法 方 析 分 谱 代 现 谱分析的作用 在雷达信号处理中，由回波信号的功率谱密度可以确定 运动目标的位置、运动速度等。 在被动式声纳信号处理系统中，接受到信号的功率谱密 度的谱峰位置可以给出鱼雷等目标的方向。 在电子战中，可以通过谱分析对目标进行分类。 谱分析的种类 法 方 析 分 谱 代 现 经典谱分析方法频率分辨率低 现代谱分析方法频率分辨率高 概念 一种对被噪声污染的有用信号处理的方法，该方法是信 号与噪声按最小均方误差原理“最佳”分开。 将噪声和待处理的有用信号全部视为随机信号。 波 滤 差 误 方 均 小 最 又称为“广义滤波”或“最佳滤波”。 维纳滤波 设被观测的信号 由信号 和 相加而成，且为平 稳随机序列。  和 的自相关和互相关都是已知的。 要找一个单位样值响应为 的线性非时变系统作滤波 器，使得 通过该滤波器后输出 与 具有最小均 方误差。 解决方案 假设滤波器为FIR滤波器，即为长度为N+1的因果序列。 定义均方误差 波 滤 差 误 方 均 小 最 令 求解结果 波 滤 差 误 方 均 小 最 其中 为 的自相关函数； 为 与 的互相关函数。后者为维纳-何甫积分方程的离散形式。 该滤波器又称为维纳滤波器。 其他形式 卷积形式： Z变换形式： 波 滤 差 误 方 均 小 最 频率响应形式： 矩阵形式： 反滤波 问题的提出： 波 滤 差 误 方 均 小 最 解决方案： 可见 ，可以看作是维纳滤波器问题。 预测反滤波 问题的提出：如何利用某一时刻的信号来预测该时刻 之后某个时刻的信号值？ 波 滤 差 误 方 均 小 最 定义滤波器： 维纳滤波器问题：