基于时频误差分析法的随机介质波场特征分析
基于时频分布的LPI雷达信号仿真研究
D s b t n( it ui WD)te r ad teMA L B sf ae h n,te d s n o esm lt n sf ae i i r o h oy n T A ot r .T e h w h ei f h i uai ot r s g t o w
总第 15 3 期
杨成 理 , : 于 时频分 布 的 L I 达信 号仿 真研究 等 基 P雷
( 军 9 75部 队 , 州 50 4 ) 海 11 广 14 0
摘 要 文章 利 用 时频 分 析 ( 格 纳分 布 Wi e ir u o ) 理 和 Ma a 魏 g rDsi tn 原 n tb i t b数 学软 件 , l 从
L I 达 信 号 的研 究 背 景 入 手 , 全 面 地 建 立 了 B S F C 、 r k P 、 ot 等 L I 达 P雷 较 P K、 M W Fa 、 1 Cs s n a P 雷
信 号的数 学模 型 , 出了仿 真软 件 设 计 方 法 , 析研 究 了不 同 L I雷达信 号 的仿 真 结 果 , 提 分 P 对基 于时频分 布 L I P 雷达信 号的仿 真研 究 方法进行 了较 系统的 可行 性研 究 。
关 键 词 低 截 获 概 率 ( P ) 时 频 分 析 LI 魏 格 纳 分 布
( WR 和 电 子 支 援 ( S 接 收 机 截 获 。为 了 降低 R ) E) 发现 概 率 , 必须 采 用更 难 检 测 的信 号 波形 作 为雷
达 信 号 , 而有 效保 护 己方 雷达 免受 反 辐 射导 弹 从
可以精确定位 目标 的雷达 系统 , 设计具 有 匹配滤 其 波、 最小信 号 功率谱 密 度 (S ) 雷 达参 数 随机 化、 PD 、
基于时频分布图像的辐射源特征提取及识别
C h n类 ) oe 。对 于 1个 信 号 的 C h n类 时 频 分 布 , oe
Ke r s:e t r xt a to r c gnii n, i gul rt tme f e ue c it i to y wo d f a u e e r c i n, e on to s n a iy, i -r q n y d s rbu i n
0
引 言
16 9 6年 , 理 学 家 L C h n将 所 有 的具 有 双 物 . oe
21 0 2年 2月
舰 船 电 子 对 抗
S I B0ARD H P ELECTR0NI 0UNTE CC RM EAS URE
Fe .2 1 b 02
Vo . 5 No 1 频分 布 图像 的辐 射 源 特 征 提 取 及 识 别
异 值 分 解 , 取 信 号特 征 , 计 了 根 据 这 些 特 征 进 行 识 别 的 流 程 图 , 合 计 算 机 仿 真 对 该 识 别 方 法 进 行 了 深 入 的 分 提 设 结
析 , 出该 方 法 具 有 一 定 的 适 用 性 的 结 论 。 得
关键 词 : 特征提取 ; 识别 ; 奇异值 ; 时频分布
XI Ch n — i g, AN u n h n A a g q n TI Ch a - o g
( ni 1 U t9 458 ofPLA , ny 25 Sa a 57 00・ Chia) n
Absr c : o t t e p ia i f e ta t Al ng wih h a plc ton o n w s t m r d r t mo m miia y e ome ys e a a o de lt r b c s mor nd ea m o e。 w o x r c t e i p r e i l c r c e itc h s n w s t m a r n u e h s r ho t e t a t h m e c ptb e ha a t rs i s of t e e e ys e r da s a d s t e e
时频分析方法范文
时频分析方法范文时频分析是一种用于分析非平稳信号的方法,它基于时间和频率域的分析技术,能够给出信号在不同时间和频率上的变化规律。
时频分析通常用于处理具有瞬态特征的信号,例如声音、图像、生物信号等。
本文将介绍时频分析的基本原理、常见方法及其在不同领域的应用。
一、基本原理时频分析基于声学和数学等领域的原理,旨在研究信号在时间和频率两个维度上的变化。
传统的傅里叶变换只能提供信号的频域信息,无法描述非定常或非线性信号在时间上的变化。
时频分析通过引入窗函数来实现信号在时间和频率上的分解。
1.窗函数窗函数是时频分析的关键概念,它将信号在时间上切割成多个片段,并将每个片段与一个特定的函数进行乘积。
窗函数通常是时域上的一种窄带滤波器,能够减小信号在时频域的交叉干扰。
常见的窗函数有矩形窗、汉宁窗、高斯窗等。
2.短时傅里叶变换(STFT)短时傅里叶变换是时频分析的最基本方法,它将信号分成多个时间窗口,并对每个窗口进行傅里叶变换。
STFT的窗口长度和重叠率可以根据信号的特性进行调整,从而控制时间和频率分辨率。
STFT分析得到的结果是一个时频矩阵,可以直观地表示信号在不同时间和频率上的能量分布。
3. 维纳-辛钦(Wigner-Ville)分布维纳-辛钦分布是一种时频分析方法,它基于短时傅里叶变换,通过在矩阵的对角线上进行平均来消除交叉干扰。
Wigner-Ville分布能够提供更精确的时频信息,但对噪声和窗口选择比较敏感。
4.小波变换小波变换是一种基于频率域的时频分析方法,它利用小波函数的局部性质,将信号分解成不同频率段的子信号。
小波变换具有良好的时间和频率局部化特性,能够捕捉到信号中的瞬态特征。
常见的小波变换方法有连续小波变换(CWT)和离散小波变换(DWT)。
二、常见方法除了上述方法,时频分析还有一些其他常见的方法,如下所示。
1. 希尔伯特-黄(Hilbert-Huang)变换希尔伯特-黄变换是一种非平稳信号的时频分析方法,它由希尔伯特变换和经验模态分解(EMD)两部分组成。
基于时频分析的超声信号处理方法研究
摘要随着全球对天然气的大量需求,天然气的消耗不断的加快,中国作为一个人口大国对天然气的需求更加迫切,但由于地区差异,大部分的天然气能源储存在西部,而我国的主要人口在东部,因此提出了“西气东输”的政策。
盐穴型储气库因其储存量大,占地面积小,安全系数高,运行速率快且对生态环境影响小等优点,被广泛的应用于天然气储存。
通过钻井技术钻穿盐岩层,再注入淡水进行冲蚀,抽出卤水后形成的溶腔,从而实现对气体的储存。
为了保证盐穴储存库的稳定,在造腔的过程中,必须对其进行实时监测,保证溶解盐岩后形成的腔体形态符合设计要求。
利用超声测距技术测量盐穴腔体的半径,改变超声波探头的位置,得到不同深度腔体的半径及水平剖面图,为后期的造腔提供方向性指导。
针对盐穴储气库的稳定性检测,建立了一个盐腔三维形态超声检测系统,对造腔过程中的腔体形态进行监测,以便于调整造腔的工艺,提高盐穴造腔的稳定性。
根据超声波的性质,对超声信号进行数字滤波处理和小波阈值去噪,实验表明超声信号通过数字滤波去噪后信噪比、抗干扰能力、测量精度和准确度都远低于小波阈值去噪。
本文还研究超声测距的几种时延估计算法,利用超声测距系统测量数据分析了传统阈值法、互相关法和包络峰值法。
在超声测距时的这几种方法的抗干扰能力较弱,受幅值影响较大,测量的精度、准确性和稳定性不高;因此提出了一种改进的相关包络的测距方法。
实验表明改进的超声信号处理方法不仅可以确定唯一包络峰值的位置,而且提高了测量精度,还不易受噪声影响,测量结果稳定,系统测量误差也更小。
检测盐穴腔体形态所采集到的信号是非线性、非平稳超声回波信号,一般采用时频分析方法进行处理,本文研究了几种典型的时频分析方法:短时傅立叶变换,小波变换,魏格纳-威利分布和希尔伯特黄变换。
对比分析这四种时频分析方法,并选择希尔伯特黄变换作为本系统的超声信号时频处理方法。
通过该方法对回波信号进行特征提取,得到希尔伯特黄的时频谱图;分析超声信号的频率随时间变化的情况,并根据时间轴上信号频谱的变化,找到对应超声发射频率的时间点;最后通过超声测距的距离公式得到盐穴腔体的半径以及这个腔体的形态信息,进而分析当前的腔体形态的稳定性。
时频分析
时频分析时频分析是一种用于研究信号的数学工具,它可以将信号在时域和频域上进行分析。
时域是指信号的时间变化特性,而频域是指信号的频率变化特性。
时频分析的主要目的是确定信号的频率、幅度和相位随时间的变化规律,从而更好地理解信号的性质和特征。
时频分析的基本原理是将信号在时域和频域上进行相互转换。
通过傅里叶变换,我们可以将信号从时域转换到频域,得到信号的频谱。
频谱描述了信号在不同频率上的能量分布情况,可以帮助我们了解信号中哪些频率成分起主导作用。
而逆傅里叶变换则可以将信号从频域转换回时域,复原原始信号。
时频分析的经典方法之一是短时傅里叶变换(Short-TimeFourier Transform,STFT)。
STFT是一种将信号分成很短的时间段,然后对每个时间段进行傅里叶变换的方法。
通过在不同时间段上进行傅里叶变换,我们可以观察到信号在时域和频域上的变化。
但是,STFT在时间和频率上的分辨率不能同时很高,即时间越精细,频率越模糊,反之亦然。
为了克服STFT的局限性,人们提出了许多改进方法。
其中一种方法是连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)。
CWT的特点是可以在不同尺度上进行时频分析,即同时提供时间和频率的高分辨率。
CWT使用一系列不同宽度的小波函数来分析信号,每个尺度上的小波函数都对应不同频率的分量。
通过选取合适的小波函数,我们可以更好地捕捉信号的局部特征。
另一个常用的时频分析方法是瞬时频率估计(Instantaneous Frequency Estimation,IFE)。
IFE是一种用于估计信号瞬时频率的方法,即信号在某一时刻的频率。
IFE通常基于信号的瞬时相位,通过计算相邻时间点上相位变化的一阶差分来估计瞬时频率。
IFE在振动分析和信号处理中得到了广泛应用,例如故障诊断、语音处理和图像处理等领域。
时频分析在许多领域都有着广泛的应用。
在通信领域,时频分析可以用于信号调制识别、频谱分配和多载波信号处理等;在生物医学领域,时频分析可以用于心电图、脑电图和声音信号分析等;在地震学领域,时频分析可以用于地震信号处理和地震事件定位等。
信号的时频分析与小波分析
灵活性
计算效率
小波变换具有高度的灵活性,可以选择不 同的小波基函数,以满足不同类型信号和 不同应用场景的需求。
相对于傅里叶变换,小波变换的计算复杂 度较低,使得在实时信号处理中更为高效 。
缺点
选择合适的小波基
选择合适的小波基是进行小波分析的关键步骤,但选择过 程具有一定的主观性和经验性,需要依据具体应用场景和 信号特性进行判断。
小波变换可以用于特征提取和降 维,为机器学习算法提供有效的 特征表示。
模式识别
小波变换可以用于信号分类和模 式识别,例如在声音、图像和文 本识别等领域。
数据挖掘
小波变换可以用于数据挖掘和聚 类分析,例如在时间序列数据、 金融数据和社交网络分析等领域。
THANKS
感谢观看
时频分析通过将信号表示为时间和频 率的联合函数,提供了一种同时观察 信号在不同时间和频率下表现的方式。
短时傅里叶变换
短时傅里叶变换是一种常用的时频分析方法,通过使用滑动窗口函数对信号进行加 窗处理,并对每个窗口内的信号进行傅里叶变换。
窗口函数的选择对短时傅里叶变换的性能有很大影响,常见的窗口函数包括高斯窗、 汉明窗等。
小波变换的分类与应用
总结词
小波变换可以分为连续小波变换和小波离散变换两种类型,它们在信号处理、图像处理、语音识别等 领域有蛇形广泛应用。
详细描述
连续小波变换能够对信号进行连续某种的时频分析,能够同时获得信号在时间域和频率域的信息。而 小迷离变换 则是基于离散傅里叶变换的一种改进,可以对信号进行快速变换分析。在应用方面,连续 小矶碎变换摸摸可以应用于信号处理、图像处理、语音识别等领域某种。
小波分析在大数据时代的应用
信号处理
01
在通信、雷达、声呐等领域,小波分析用于信号降噪、压缩感
基于精细时程积分的饱和两相介质波动问题时域解法
r 分别为
u A D 0 v , H , r y B G F (t )
A M 1C / 2, G CM 1 / 2 1 1 B K CM C / 4, D M
性相关系数, 1 K D / KS , K D KS /[3(1 2 )] ,
流体饱和两相多孔介质(以下简称饱和两相介 质)在各种工程场地中广泛存在,其可视为由固相 骨架与骨架孔隙中填充的流体(液相)共同构成的 二元混合体。海洋、湖泊与河流底部的饱和沉积土 层及水库大坝前方的饱和淤积泥砂层均应视为饱和 两相介质。饱和两相介质中波的传播特性及其在动
收稿日期:2015-01-21 基金项目:国家重点基础研究发展计划(973 计划)项目(No.2011CB013602) ;国家自然科学基金创新群体项目(No.51421005) ;国家自然科学基 金面上项目( No.51178011) 。 第一作者简介:段雪铭,男,1988 年生,硕士研究生,主要从事土动力学方面的研究工作。E-mail: xuemingduan@ 通讯作者:李亮,男,1975 年生,博士,副教授,硕士生导师,主要从事土动力学理论与数值计算方法方面的研究工作。E-mail: liliang@
-3]
+ Cu/2 y = Mu
与方程(1)组成的方程组为
= Hv + r v
(2)
(3)
式中:H 为系数矩阵。 假定动力响应的时间函数为
v (t ) a0 a1t a2 t 2 ak t k
(4)
将假定的动力响应表达式(4)代入方程(3) , 采用泰勒级数将结果进行变形,得到方程(3)对应 的齐次方程的通解为
v e Ht v0 Tv0
基于时频分析的特征抽取方法研究与应用
基于时频分析的特征抽取方法研究与应用时频分析是一种通过将信号在时间和频率上进行联合分析的方法,能够提供信号的时间和频率信息,对于许多领域的研究和应用具有重要意义。
本文将探讨基于时频分析的特征抽取方法的研究与应用。
一、时频分析的基本原理时频分析是一种将信号在时间和频率上进行联合分析的方法,通过分析信号在不同时间和频率上的变化,可以获得信号的时频特性。
常用的时频分析方法有短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)和离散小波变换(DWT)等。
短时傅里叶变换是一种将信号分解为时域和频域两个维度的方法,通过对信号进行窗口分段,并对每个窗口进行傅里叶变换,得到信号在不同时间和频率上的分量。
连续小波变换是一种将信号分解为时域和尺度两个维度的方法,通过对信号进行连续小波变换,得到信号在不同时间和尺度上的分量。
离散小波变换是一种将信号分解为时间和尺度两个维度的方法,通过对信号进行离散小波变换,得到信号在不同时间和尺度上的分量。
二、基于时频分析的特征抽取方法基于时频分析的特征抽取方法是将信号在时频域上的特性转化为特征向量的方法,用于描述信号的时频特征。
常用的特征抽取方法有短时傅里叶变换系数(STFTC)、小波包能量特征(WPTE)和小波包熵特征(WPTE)等。
短时傅里叶变换系数是将信号在时频域上的分量转化为特征向量的方法,通过对信号进行短时傅里叶变换,得到信号在不同时间和频率上的分量,然后提取每个分量的能量作为特征向量。
小波包能量特征是将信号在时频域上的分量转化为特征向量的方法,通过对信号进行小波包分解,得到信号在不同时间和尺度上的分量,然后提取每个分量的能量作为特征向量。
小波包熵特征是将信号在时频域上的分量转化为特征向量的方法,通过对信号进行小波包分解,得到信号在不同时间和尺度上的分量,然后计算每个分量的熵值作为特征向量。
三、基于时频分析的特征抽取方法的应用基于时频分析的特征抽取方法在许多领域具有广泛的应用,如信号处理、图像处理和语音识别等。
基于时频分析的局域地震信号特征提取及分类
基于时频分析的局域地震信号特征提取及分类地震是地球内部能量释放形成的自然灾害之一。
全球每年都会发生数百次地震,其中有一部分较为严重,造成了很大的损失。
在地震预警中,地震信号的特征提取和分类是一项重要的工作。
本文将进行深入的探讨,介绍基于时频分析的局域地震信号特征提取及分类。
一、时频分析方法介绍时频分析是指在时域和频域上对信号进行分析的方法。
时频分析能够提供信号在时间和频率上的变化情况,比传统频域分析更加全面和准确。
常见的时频分析方法有短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)、离散小波变换(DWT)等。
短时傅里叶变换(STFT)是最简单的时频分析方法之一。
它利用傅里叶变换来计算信号的频率响应,并对信号进行分帧处理,窗函数长度可以通过参数来调整。
连续小波变换(CWT)可以对信号进行分解,得到频率上有规律的波形。
离散小波变换(DWT)可以对信号进行多尺度分析,得到更为全面的时频特征。
二、局域地震信号特征提取局域地震信号是指距离地震中心较近的地震信号。
对于局域地震信号的特征提取,常见的方法有时域特征和频域特征两种。
1. 时域特征提取时域特征是指信号在时间轴上的特征。
时域特征的提取可以通过统计量(平均值、方差等)、时域关联、包络分析、峰值分析和时间距离等方法进行。
其中,包络分析是常用的方法之一。
通过包络分析可以将复杂信号进行简化,提取主要的振动模式。
2. 频域特征提取频域特征是指信号在频率域上的特征。
频域特征的提取可以通过傅里叶变换、小波变换等方法进行。
频域特征包括功率谱密度、频率响应等。
功率谱密度能够反映信号能量在不同频率上的分布情况,频率响应能够反映信号在不同频率上的响应情况。
三、局域地震信号分类地震信号的分类是指将地震信号按照特定的规则进行分类,以便对其进行分析和处理。
常见的分类方法有基于特征的分类和基于机器学习的分类两种。
1. 基于特征的分类基于特征的分类是指根据地震信号的特征进行分类。
《基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性研究》
《基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性研究》篇一一、引言激光技术的发展与广泛使用,使得激光的特性和行为研究成为物理学、光学和信号处理等领域的重要课题。
混沌激光作为一种特殊的激光状态,其具有独特的特性和潜在的应用价值。
本研究将主要围绕基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性展开,对混沌激光的行为、特征及产生机理进行深入研究。
二、混沌激光概述混沌激光是一种非线性动态过程,其输出具有随机性、复杂性和不可预测性等特点。
这种激光的输出不仅具有高强度和高单色性,同时也表现出了极其丰富的时空结构和动力学行为。
对于混沌激光的研究,不仅可以更好地理解其物理特性,也能为其在通信、测量、医疗和科学研究等领域的应用提供理论支持。
三、功率谱分析功率谱分析是一种常用的信号处理方法,用于研究信号的频率结构。
在混沌激光的研究中,我们可以通过计算其功率谱来了解其频率特性和动态行为。
具体来说,我们将采集不同条件下的混沌激光信号,然后利用快速傅里叶变换等方法计算其功率谱,从而得到其频率分布和能量分布等信息。
四、时频分析法时频分析是一种能够同时反映信号时间特性和频率特性的分析方法。
对于混沌激光来说,由于其具有非常复杂的时空结构,因此需要使用时频分析方法来研究其特性。
常见的时频分析方法包括短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布和小波变换等。
我们将根据具体的研究需求和目的,选择合适的时频分析方法对混沌激光信号进行处理和分析。
五、实验与分析为了深入研究混沌激光的特性,我们进行了一系列的实验研究。
我们采用了多种不同类型和配置的激光器,通过改变其工作条件和参数,得到了不同状态下的混沌激光信号。
然后,我们利用功率谱分析和时频分析法对这此信号进行了处理和分析。
首先,我们计算了不同条件下的混沌激光的功率谱,得到了其频率分布和能量分布等信息。
我们发现,随着激光器工作条件和参数的变化,混沌激光的频率特性和动态行为也会发生明显的变化。
这种变化反映了混沌激光的非线性和动态特性。
《基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性研究》范文
《基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性研究》篇一一、引言混沌激光作为一种非线性动力学系统的重要表现形式,在通信、信息处理和光学等领域具有广泛的应用前景。
为了更好地理解和利用混沌激光的特性,本文采用功率谱分析和时频分析法对混沌激光的特性进行了深入研究。
二、混沌激光的基本概念混沌激光是一种具有高度复杂性和不确定性的激光输出。
其产生原因主要源于激光器的非线性特性。
这种非线性特性导致激光器的输出在时间域和频率域上都呈现出高度复杂的变化,因此产生了混沌现象。
三、功率谱分析方法功率谱分析是一种常用的信号处理方法,用于分析信号在频率域上的分布情况。
在混沌激光的研究中,我们可以通过功率谱分析来观察激光输出的频率结构,从而了解混沌激光的频率特性。
我们首先对混沌激光信号进行了采样和数字化处理,然后利用快速傅里叶变换(FFT)将时域信号转换为频域信号。
最后,通过计算频域信号的功率谱,得到了混沌激光的频率分布情况。
四、时频分析法时频分析是一种能够同时反映信号在时间和频率域上变化的方法。
在混沌激光的研究中,我们采用了短时傅里叶变换(STFT)和小波变换两种时频分析方法。
短时傅里叶变换通过将信号划分为多个短时窗口,对每个窗口内的信号进行傅里叶变换,从而得到信号在时间和频率域上的联合分布。
小波变换则通过使用不同尺度的小波函数对信号进行滤波和变换,从而得到信号在不同尺度下的时频表示。
这两种方法都可以有效地揭示混沌激光在时频域上的变化规律。
五、实验结果与分析我们通过实验得到了混沌激光的功率谱和时频图。
从功率谱图中可以看出,混沌激光的频率分布具有较宽的频带和较高的频率复杂性。
从时频图中可以看出,混沌激光在时间和频率域上都呈现出高度复杂的变化,具有明显的非线性和随机性。
通过对比不同参数下的混沌激光的功率谱和时频图,我们发现混沌激光的特性受到激光器参数的影响。
例如,当改变激光器的泵浦功率或工作物质时,混沌激光的频率分布和时频特性都会发生明显的变化。
《基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性研究》范文
《基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性研究》篇一一、引言激光技术的发展与应用已经成为当今科学领域中最为重要的研究内容之一。
随着科技的不断进步,人们逐渐认识到混沌激光所蕴含的复杂性与多样性。
对混沌激光的研究不仅有助于深入理解其特性和机理,还可以在通信、雷达、生物医学等领域中实现新的应用。
因此,本文基于功率谱分析和时频分析法,对混沌激光的特性进行研究,旨在进一步探索其本质规律和应用价值。
二、混沌激光的基本特性混沌激光是指激光器在非线性区域内运行时产生的激光输出。
其具有非周期性、不可预测性、宽频谱等特点,这些特性使得混沌激光在许多领域中具有潜在的应用价值。
在研究中,首先需要了解和掌握混沌激光的基本特性,这包括时域波形、功率谱特性以及时空分布等。
三、功率谱分析功率谱分析是研究信号频域特性的重要手段之一。
对于混沌激光来说,其功率谱能够反映出信号的频率组成以及强度分布等信息。
通过对混沌激光的功率谱进行分析,可以更好地了解其频域特性,进一步揭示其产生机理和传输特性。
本文采用傅里叶变换等数学工具对混沌激光的功率谱进行分析。
首先对混沌激光的时域信号进行采样和量化,然后进行傅里叶变换得到频域信号,再根据频域信号计算功率谱。
通过分析功率谱的峰值、带宽等参数,可以得出混沌激光的频率组成和强度分布等信息。
四、时频分析法时频分析是一种将时间信息和频率信息结合起来进行分析的方法。
在研究混沌激光的过程中,时频分析法可以更好地揭示其时变特性和频率特性。
本文采用短时傅里叶变换和小波变换等时频分析方法对混沌激光进行深入研究。
短时傅里叶变换是通过在时间域内加上一个时间窗来获取局部的频谱信息。
通过改变时间窗的位置和宽度,可以得到不同时间段内的频谱信息。
而小波变换则是一种具有多尺度特性的时频分析方法,能够同时获取时间和频率的信息。
通过这两种方法对混沌激光进行时频分析,可以更全面地了解其时变特性和频率特性。
五、实验结果与分析本文采用某型号的混沌激光器进行实验研究。
《基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性研究》
《基于功率谱分析和时频分析法的混沌激光特性研究》一、引言激光技术的发展与广泛运用,为现代科技领域带来了革命性的进步。
然而,激光系统中的混沌现象,却给其稳定性和控制带来了极大的挑战。
混沌激光的特性研究,对于理解激光系统的非线性动力学行为、提高激光系统的稳定性和优化其性能具有重要意义。
本文将基于功率谱分析和时频分析法,对混沌激光的特性进行深入研究。
二、混沌激光概述混沌激光是一种非线性的物理现象,具有对初态敏感依赖性、随机性和内在规律性等特点。
由于激光系统的非线性,使得其输出激光场具有不确定性和不可预测性,这也就是混沌现象的表现。
这种不确定性为激光的应用带来了新的可能性和挑战。
三、功率谱分析功率谱分析是一种常用的信号处理方法,可以有效地揭示信号的频率结构和能量分布。
在混沌激光的研究中,功率谱分析被广泛用于揭示激光输出的频率特性和能量分布,从而对激光系统的混沌特性进行定性和定量的分析。
我们通过对混沌激光的功率谱进行分析,可以观察到其频率成分的丰富性和复杂性。
在功率谱中,我们可以看到多个频率成分的叠加和交互,这反映了激光系统中的非线性动力学行为。
此外,通过分析功率谱的形状和强度,我们可以对激光系统的稳定性和性能进行评估。
四、时频分析法时频分析法是一种能同时展示信号时间和频率特性的方法,能够更全面地揭示信号的非线性特性和动态变化。
在混沌激光的研究中,时频分析法被用于揭示激光输出在时间和频率域的复杂行为。
我们通过时频分析,可以观察到混沌激光在时间域和频率域的复杂交互和变化。
这种交互和变化反映了激光系统中的非线性动力学过程和混沌行为。
此外,时频分析还可以帮助我们更准确地理解激光系统的动态特性和稳定性。
五、实验与结果分析我们通过实验获取了混沌激光的数据,并分别进行了功率谱分析和时频分析。
在功率谱分析中,我们观察到了丰富的频率成分和复杂的能量分布。
这表明了激光系统中的非线性动力学行为和混沌特性。
在时频分析中,我们观察到了时间和频率域的复杂交互和变化,进一步证实了激光系统的非线性和混沌行为。
多普勒畸变声学信号的伪时频分析及其校正_张海滨
动
与
冲
击 Vol. 35 No. 5 2016
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
多普勒畸变声学信号的伪时频分析及其校正
张海滨,陆思良,何清波,孔凡让
[4 ]
快速发展和不断提速, 其安全性问题变 得 日 益 突 出。 美国的一项统计表明, 列车轴承故障作为列车故障的 主要类型, 每年大约有 50 起跟其相关的列车出轨事故 发生
[2 - 3 ]
。在
。因此, 加强轴承的监测和诊断, 及时了解和
诸多问题中, 麦克风放置位置与铁轨的垂直距离以及 轴承声源移动相对麦克风的横向速度, 导致所采集得 到的信号会存在不同于雷达、 通讯等领域多普勒效应 的畸变, 因此对其进行分析和校正是进行精确的轴承 故障信号特征提取和诊断的前提 Dybala 中,
但也因为一些技术难点的存在导致故障不能检测而引起的灾难性后果诸多问题中麦克风放置位置与铁轨的垂直距离以及轴承声源移动相对麦克风的横向速度导致所采集得到的信号会存在不同于雷达通讯等领域多普勒效应的畸变因此对其进行分析和校正是进行精确的轴承故障信号特征提取和诊断的前提在对该类声学多普勒畸变信号进行校正的研究中dybala首先提出了一种基于希尔伯特变换的面向干扰的动态信号重采样方法以消除道旁监测系统受到的多普勒效应的影响然而这种方法在频域处理时只能包含单一的频率谱线在特征频率分布比较密集的情况下难以进行有效的带通滤波而且此时采用的希尔伯特变换的端点效应也对此方法的有效性产生不利的影响
[ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ]
Defective Bearing Detector , ADBD) 技术的发展在预报和 诊断轴承失效和过热方面就取得良好的效果
时频误差分析法在地震信号分析中的应用
第23卷 第3期2008年9月 地 质 找 矿 论 丛 Vol.23 No.3Sep.2008 收稿日期: 2007204223; 改回日期: 2008206214基金项目: 国家自然科学基金项目(编号:40574032)资助。
作者简介: 田仁飞(19832),男(土家族),贵州沿河人,硕士,从事地震波场数值模拟及偏移成像方法研究。
E 2mail :tianfei906@时频误差分析法在地震信号分析中的应用田仁飞,曹俊兴(成都理工大学信息工程学院,成都610059)摘 要: 时频误差分析法与常规的误差分析法相比,既能反映地震信号的振幅误差,也能区分其相位误差。
通过连续小波变换的时频误差分析法,分析了平面地震波在复杂构造中含随机介质及其对应构造的各向同性介质模型中的共炮点合成地震记录的时频振幅误差和时频相位误差。
研究结果表明,随机介质的振幅比各向同性介质的振幅衰减大,且随机介质的频率也较各向同性介质的频率为宽。
关键词: 时频误差分析法;时频振幅误差;时频相位误差;波场特征中图分类号: P631.414 文献标识码: A 文章编号: 100121412(2008)03202452040 引言一般来说,在对比两个时间序列信号之间的差异时,其衡量标准用的是均方根误差、绝对误差或相对误差,这些误差标准只能够反映两信号的局部差异,不能反映其时频之间的差异[1]。
本文为了研究随机介质与各向同性介质中地震信号之间的差异,引入了时频误差分析法,并根据近年来对随机介质波场模拟的研究进展,建立了大量的随机介质模型。
文中主要针对随机介质中含裂缝模型,利用声波方程正演模拟了这种模型的合成地震记录,分析各道振幅谱,并研究与之对应的各向同性介质构造模型合成地震记录的振幅误差和相位误差。
以便能够反映随机介质与各向同性介质中波场特征之间的时频差异,帮助我们较好地认识随机介质波场的时频振幅特征和时频相位特征。
近年来,对随机介质波场模拟的研究也取得了一些成果。
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1 随机 介 质 模 型
油藏地球物理学涉及复杂、 精细的非均匀介质.
随机 介质模 型是一 种 灵活 、 便 、 方 能完整 描述 油藏 非
均匀性的模型, 其速度随机模型表达式为
V( )= Vo ., z, (3 3 )+ V(7 . ,, 1 ) () 1
其 中, ( ) , 为背景速度 , ( ) z, 为加在背景
2 0 年 1 月 08 1
第2 3卷第 6期
西安石油大学学报( 自然科学 版) Ju a o Xi nS io i r t( trl c c dt n o r l f hyuUnv s yNa a S ̄ e io ) n a ei u E i
No .2 0 v 08 Vo.3 No 6 12 .
图 6 裂 缝 随机 介 质 单 炮地 震记 录
在 图 2中 , 自上 而下 各层 介 质背 景 速度 分 别 为
1 5 0 m/ , 0 s 3 0 0 m / , 0 / , 0 0 s 2 0 0 m/ , 0 s 4 5 0 m s 5 0 0
近 年来 , 随机 介 质 模 型 构 造 及 波 场模 拟 的研 究 取 得 了一 些 成 果 [7. 这 些 研 究 都 是 基 于单 纯 的 1]但 - 随机介质 , 于 复杂 地 质 构 造 中含 随 机介 质 以及 随 对 机介 质 中含 裂缝 模 型 的地 震 记 录的波 场特征 与各 向
文章 编 号 :6304 20 )60 2—4 17—6X(0 80 .090
基 于 时频 误 差 分 析 法 的 随来自 介 质 波 场特 征 分 析
An ls ft ewa ef l h r ceit si a d m d u b sdo i ’ rq e c ro n l i ay i o h v edc aa trsi r n o me im ae nt s i c n me—fe u n yer ra ay s s
田 仁 飞 张 固澜2 ,
(. 1 成都理工大学 油气藏地质及开发工程 国家重点实验室 , 四川 成都 6 0 5 ; 10 9
2 东方地球 物理公 司 井 中地震中心 , . 河北 涿州 0 2 5 ) 77 1
摘要 : 设计了含 裂缝的随机介质模型和含随机介质 的复杂盐丘构造模型 , 于声波方程有限差分 基
速度上的非均匀扰动量 , 并假设其为具有零均值、 一 定方差及某一 自相关 函数的空间平稳随机过程.
图 1 含一组平行 裂缝 的随机介质
收稿 日期 :2 0 .71 0 70 —1
作者简介 :m4- (93)男 , Z g 18一, 硕士研究生 , . , 主要从事地球物理信号与信息处理方面 的研究
一
3 一 O
西安石油大学 学报 ( 自然科学版 )
对 比图 5 和图 6 可知, 由于在模型中加入 了随 机介质 , 6中地 震 记 录除 了 由裂缝 引 起 的 同相轴 图 以外 , 还有许多短小的同相轴和强烈的绕射波 , 是模
型中存在随机介质的反映.
图 2 含盐丘随机介质
2 数 值 模 拟
介质 的波 场特 征 , 用 基 于 连 续 小 波 变换 的时 频 误 利 差分 析法 l进行 相 关分 析 . 8 _
[ + ] 一X ) ( 2 .
( 2 )
式 中, , 分别是介质在X方向和 方向上 的自相关 口b
长度 因子 . 本 文设计 了随机介 质 中含一 组平 行 裂缝 ( 1 图 ) 和复杂地 质构 造 中含 盐 丘 随 机介 质模 型 ( 2 . 图 ) 地 质剖 面离 散成 20×2 0的 网格 点 , 间步 长取 l 0 0 空 O m, 间步长取 0 005S 时 .0 .
度为 150m/; 网格 点 (7 9 ) 发 , 到 t= 0 s在 8 ,2 激 得 0 2S 时间快 照 如 图 4 在 网格 点 (81 激 发 , . 的 ; 9 ,) 地 面接收 , 得到地 震记 录如 图 6 . 对 比图 3和图 4 明显 看 出 : , 由于在 模 型 中加 入 了随机 介质 , 场快 照就不像 均匀介 质 中那 样干 净 , 波 存在许 多 “ 斑点 ”但仍 然可 以清楚 反映 出裂缝 . ,
高斯椭 圆型相关函数能描述单尺度平滑的非均 匀介质 , 这里选择高斯椭圆型 自相关 函数构建随机
介 质模 型 :
= e p x
同性介质的波场特征对 比研究未见报道. 本 文基 于声 波 波 动 方 程 的有 限差 分 法 , 比研 对 究随机介质与各 向同性介质地震记录的波场特征 以 及 复杂地 质 构造 中含 随机 介 质和 随机介 质 中含裂 缝
二维声 波方程 可表示 为
3 U . 2
— — 一
3 2 ‘3 2一 V ( )3 2‘ x z 2 z, t
,
图 5 裂缝各 向同性介质单炮地震记录
式中, 和 分别表示介质的位移和速度参数 . u 模 拟波场快 照和 地震 记 录 时 , 空 间和 时 间 上 在 都利用二阶中心差分格式 , 并加吸收边界条件 . 图 1中 , 背景 速度 30 0m/, 缝填 充 介质 速 0 s裂
法 , 行 了波 场 快照及 共 炮点地 震记 录模 拟 ; 用连 续 小波 变换 的 时频 误 差 分析 方 法 , 进 利 分析 了与所 给模 型相 同构造 的各 向 同性介 质模 型 的地震记 录的 时频 振 幅误 差 ; 计分 析 了各道 地 震记 录的 时 统 频特 性 , 所得 结果 与利 用连 续 小波 变换 的时频误 差 分析 法吻合 较好 . 明 时频误 差分析 法能 为研 究 表 随机 介质 波 场特征 提供 一 种可行 的 思路 . 关键 词 : 随机介 质 ; 场特征 ; 波 时频误 差分析 法 ; 时频 振 幅误 差 中图分 类 号 :6 1 P 3 文献标 识码 : A