[發明專利]一種高精度數字瞬時測頻方法及裝置

無效

• 申請號: 201310728431.5
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103837740A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 韓全;張化良;唐學術;盧蘊哲;楊增順;李潔;張志;黃珊珊;陳錳杰;崔亮
• 申請（專利權）人: 北京航天測控技術有限公司
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 梁軍

1.一種高精度數字瞬時測頻方法，其特征在于，所述方法包括：

采用射頻接收前端進行射頻信號變頻、濾波處理，將X波段信號變換為中頻信號；

將所述中頻信號進行模數AD變換，通過數字信號處理器件將變換后的中頻信號進行下變頻處理，得到中頻數字信號；

將所述中頻數字信號變換為基帶數字信號；采用基于快速傅氏變換FFT和信號平方的雙信號估算法，通過現場可編程門陣列FPGA對所述基帶數字信號進行計算處理，得到測頻結果。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過所述FPGA對所述基帶數字信號進行計算處理，包括以下步驟：

所述FPGA根據同步觸發對所述基帶數字信號進行采集，并采用快進慢出的方式讀取所述信號的數據；

對讀取的所述數據進行有限長單位沖激響應濾波器FIR帶通濾波處理，并進行緩存；

將濾波后的數據進行快速傅里葉變換，得到相應的頻譜信息，去除所述頻譜信息中的鏡頻部分，保留正頻率部分，提取最大值為頻譜值，以及其位置；

根據采樣率，頻譜值，以及其位置進行映射運算得到相應的頻率值，確定頻率的位置；

采用基于快速傅氏變換FFT和信號平方的雙信號估算法，得到頻率結果。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，采用基于快速傅氏變換FFT和信號平方的雙信號估算法，得到頻率結果，包括以下步驟：

根據信號中兩頻率分量的幅度比，通過一維平方信號譜峰搜索，得到所述信號的和頻與差頻分量的估計值；并利用插值技術得到頻率結果。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在得到所述頻率結果后，所述方法還包括：

按照約定的通訊協議進行頻率轉換，將轉換后的頻率結果輸出。

5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在測頻過程中進行狀態管理和故障上報。

6.一種高精度數字瞬時測頻裝置，其特征在于，所述裝置包括：

中頻變換模塊，用于采用射頻接收前端進行射頻信號變頻、濾波處理，將X波段信號變換為中頻信號；

模數變換模塊，用于將所述中頻信號進行模數AD變換，通過數字信號處理器件將變換后的中頻信號進行下變頻處理，得到中頻數字信號；

測頻模塊，用于將所述中頻數字信號變換為基帶數字信號；采用基于快速傅氏變換FFT和信號平方的雙信號估算法，通過現場可編程門陣列FPGA對所述基帶數字信號進行計算處理，得到測頻結果。

7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述測頻模塊包括：

數據采集單元，用于根據同步觸發對所述基帶數字信號進行采集，并采用快進慢出的方式讀取所述信號的數據；

濾波緩存單元，用于對讀取的所述數據進行有限長單位沖激響應濾波器FIR帶通濾波處理，并進行緩存；

時頻變換單元，用于將濾波后的數據進行快速傅里葉變換，得到相應的頻譜信息，去除所述頻譜信息中的鏡頻部分，保留正頻率部分，提取最大值為頻譜值，以及其位置；

頻率計算單元，用于根據采樣率，頻譜值，以及其位置進行映射運算得到相應的頻率值，確定頻率的位置；

雙信號估算單元，用于采用基于快速傅氏變換FFT和信號平方的雙信號估算法，得到頻率結果。

8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述雙信號估算單元包括：

雙信號估算子單元，用于根據信號中兩頻率分量的幅度比，通過一維平方信號譜峰搜索，得到所述信號的和頻與差頻分量的估計值；并利用插值技術得到頻率結果。

9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

結果輸出模塊，用于按照約定的通訊協議進行頻率轉換，將轉換后的頻率結果輸出。

10.如權利要求6至9中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

管理模塊，用于在測頻過程中進行狀態管理和故障上報。