[發明專利]自適應高精度快速頻譜分析方法

有效

• 申請號: 201310418656.0
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103454495A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 劉霖;倪光明;陳偉;唐雪松;宋昀岑;劉娟秀;楊先明;陳鎮龍;羅穎
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R23/167
• 分類號: G01R23/167
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 劉世平

1.自適應高精度快速頻譜分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、采集需處理的模擬信號；

步驟2、對采集的模擬信號進行預處理濾波；

步驟3、對預處理濾波后的模擬信號進行模數轉換，得到采樣數據；

步驟4、從采樣數據中選取2⁸個數據進行FFT處理，得到初步的信號頻譜信息；

步驟5、對初步的信號頻譜信息進行峰值搜索，得到峰值；

步驟6、對初步的信號頻譜信息進行譜線混疊識別，判斷譜線是否被混疊，若是則進入步驟7，若不是則進入步驟9；

步驟7、對初步的信號頻譜信息進行復解析帶通濾波細化處理；

步驟8、對進行了復解析帶通濾波細化處理的信號進行頻譜校正處理，分別得到信號的頻率、幅值及初相信息；

步驟9、對初步的信號頻譜信息進行頻譜校正處理，得到信號的頻率、幅值及初相信息。

2.如權利要求1所述的自適應高精度快速頻譜分析方法，其特征在于，步驟5中，所述峰值處理搜索的方法為：設Y（n）為n點FFT處理后的譜線幅值序列，設第i條譜線對應于峰值，則搜索公式為：Y(i)>Y(i-1)&Y(i)>Y(i+1)&Y(i)>A，其中，A為幅值處理精度要求，具體為大于0的常數。

3.如權利要求1所述的自適應高精度快速頻譜分析方法，其特征在于，步驟6中，所述譜線混疊識別的方法為：

步驟61、選擇靠近峰值的三條譜線；

步驟62、對該三條譜線分別進行比值法校正，判斷校正結果是否相同，若相同則認為無譜線混疊，進入步驟9，若不相同則認為譜線混疊，識別出譜線混疊的譜線號，進入步驟7。

4.如權利要求3所述的自適應高精度快速頻譜分析方法，其特征在于，步驟62中，所述比值法校正是指：根據諧波信號加hanning窗進行離散頻譜校正的重心定理，若頻率不完全相同，則為發生譜線混疊，此時任意兩條譜線不完全重疊，則從代表頻率大小的軸的從左到右或者從右到左方向來進行校正，校正結果不同，此時即為譜線發生混疊，識別出其譜線號，若校正結果相同，則無譜線混疊。

5.如權利要求1所述的自適應高精度快速頻譜分析方法，其特征在于，步驟7中，所述進行復解析帶通濾波細化處理的方法為：

步驟71、根據識別出來的存在譜線混疊的譜線號，記為k，得到需要細化的頻現段，記為[f_l，f_h]；

步驟72、針對D=128，得到細化方案為：[f_l=(k-1)▽f，f_h=(k+1)▽f]，其中，f_s指代信號采樣頻率，N為使用到的信號個數；

步驟73、根據細化方案，得到該頻現段的頻率中心為：f_e=(f_l+f_h)/2，對其歸一化為ωe=2πfefs;]]>

步驟74、確定低通數字濾波器的截止頻率為f_c=f_s/2D，對其歸一化得：

步驟75、通過窗函數法設計線性相位FIR低通數字濾波器為：a=(M-1)/2，

h(c)=sin(ωc(c-1-a))π(c-1-a)]]>

其中，c為小于等于M的正整數，M為數字濾波器階數，a為數字濾波器半階數；

步驟76、設計復解析帶通濾波器為：其中，w_e為細化區間歸一化頻率；

步驟77、用復解析帶通濾波器對獲得的采樣信號進行選抽濾波，其具體公式為：

y(t)=Σb=1Mh′(b)×x(D(t-1)+M-b+1)]]>

其中，b為計算變量，x為采集信號,t為小于等于N的正整數，N為使用到的信號個數；

步驟78、選抽濾波后進行復調制頻移，采用如下公式：

y′(t)=y(t)×ejw1t]]>

其中，w1=2πDf1fs;]]>

步驟79、對得到的復調制后的序列進行加hanning窗N點FFT運算，得到復解析帶通細化的譜線信息，針對譜線號為s的譜線，其未進行校正處理的真實頻率為f=f1+s×fh-f1N.]]>