[發明專利]對非平穩信號進行實時頻譜分析的方法及系統

在審

• 申請號: 201310445073.7
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103792427A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: A.阿爾-阿德納尼
• 申請（專利權）人: 安捷倫科技有限公司
• 主分類號: G01R23/165
• 分類號: G01R23/165
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 封新琴

1.一種對非平穩信號進行實時頻譜分析的方法，該方法包含：

使用長度短到足以逼近平穩信號的觀察窗采樣非平穩信號，以提供一組初始采樣數據；

緩存該組初始采樣數據以獲得多組緩存采樣數據；

使用相應多個濾波響應，濾波該組初始采樣數據和多組緩存采樣數據，以獲得多組濾波采樣數據；

對多組濾波采樣數據進行線性調頻z變換(CZT)，以提供一組離散傅里葉變換(DFT)系數；以及

使用該組DFT系數重構非平穩信號的總信號頻譜。

2.如權利要求1所述的方法，其中多個濾波響應從單個濾波器導出。

3.如權利要求2所述的方法，其中緩存該組初始采樣數據包含使用多個緩沖器延遲該組初始采樣數據，每個緩沖器對應于多組緩存采樣數據之一。

4.如權利要求1所述的方法，其中該組初始采樣數據和多組緩存采樣數據的每一組對應于非平穩信號的總信號頻譜的有限頻譜部分。

5.如權利要求1所述的方法，其中頻譜分辨率由于包含該組初始采樣數據和多組緩存采樣數據的相對較大輸入數據集而得到提高，從而減小頻率分辨率誤差。

6.如權利要求1所述的方法，其中對多組濾波采樣數據進行CZT包含：

相加多組濾波采樣數據；

對相加的多組濾波采樣數據進行快速傅里葉變換(FFT)；

使用復線性調頻函數的FFT濾波多組FFT采樣數據；

對多組濾波FFT采樣數據進行逆FFT(IFFT)；以及

使用另一個復線性調頻函數濾波多組IFFT采樣數據，以提供該組DFT系數。

7.如權利要求6所述的方法，其中濾波該組初始采樣數據包含：

將該組初始采樣數據中的每個采樣數據點的濾波系數乘以基于該組初始采樣數據的采樣頻率的復數和多組初始和緩存采樣數據的數量的商。

8.如權利要求7所述的方法，其中濾波多組緩存采樣數據的每一組包含：

將多組緩存采樣數據的每一組中的每個采樣數據點的濾波系數乘以復數的商和多組初始和緩存采樣數據的數量。

9.如權利要求1所述的方法，其中重構非平穩信號的總信號頻譜包含評估z平面中的該組DFT系數，該組DFT系數位于從z平面中的任意點開始的圓形或螺旋形等高線上。

10.如權利要求1所述的方法，其中觀察窗的持續時間小于非平穩信號的間斷或過渡的時段。

11.一種對非平穩信號進行實時頻譜分析的方法，該方法包含：

使用逼近平穩信號的短觀察窗采樣非平穩信號，以提供采樣信號；

使用第一多相濾波器濾波該采樣信號，以提供第一濾波采樣信號；

延遲該采樣信號以提供延遲采樣信號；

使用第二多相濾波器濾波該延遲采樣信號，以提供第二濾波采樣信號；

對該第一和第二濾波采樣信號進行線性調頻z變換(CZT)以提供離散傅里葉(DFT)系數；以及

使用該DFT系數重構非平穩信號的總信號頻譜。

12.如權利要求11所述的方法，進一步包含：

在進行CZT之前相加該第一和第二濾波采樣信號。

13.如權利要求11所述的方法，其中進行CZT包含：

對相加的第一和第二采樣信號進行快速傅里葉變換(FFT)；

使用復線性調頻函數的FFT濾波多組FFT采樣信號；

對濾波FFT采樣信號進行逆FFT(IFFT)；以及

使用另一個復線性調頻函數濾波IFFT采樣信號，以提供該組DFT系數。

14.如權利要求11所述的方法，其中該第一和第二多相濾波器具有從單個濾波器導出的相應第一和第二濾波響應。

15.如權利要求14所述的方法，其中重構非平穩信號的總信號頻譜包含評估z平面中的DFT系數，該DFT系數位于從z平面中的任意點開始的圓形或螺旋形等高線上。

16.如權利要求11所述的方法，其中觀察窗的持續時間小于間斷或過渡的時段，以便非平穩信號的信號統計量在整個觀察窗內保持平穩。