[發明專利]一種相位差估計的相頻匹配方法

有效

• 申請號: 201510448265.2
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN105092969B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 涂亞慶;沈艷林;張海濤;李明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍后勤工程學院
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種相位差估計的相頻匹配方法，其特征在于：適用對象為兩路正弦信號的相位差估計；

該方法包括以下步驟：

第一步：根據正弦信號的和差角公式，利用兩路正弦信號x_N(n)、y_N(n)和信號頻率ω計算得到兩路正弦信號的正交分量和為：

x^N(n)=xN(n-b)-xN(n)cos(bω)sin(bω)y^N(n)=yN(n-b)-yN(n)cos(bω)sin(bω)---(1)]]>

第二步：對兩路正弦信號x_N(n)、y_N(n)及其正交分量進行互相關，獲得互相關信號r_1，N(k)和r_2，N(k)為：

r1,N(k)=1N0-b-kΣn=1+bN0-k[xN(n)yN(n+k)+x^N(n)y^N(n+k)]r2,N(k)=1N0-b-kΣn=1+bN0-k[xN(n)y^N(n+k)-x^N(n)yN(n+k)],k=0,1...N0-b-1---(2)]]>

式中N₀為信號長度；

第三步：對兩路正弦信號及其正交分量進行自相關，得到自相關信號為：

h1,N(k)=1N0-b-kΣn=1+bN0-k[xN(n)xN(n+k)+x^N(n)x^N(n+k)+yN(n)yN(n+k)+y^N(n)y^N(n+k)]h2,N(k)=1N0-b-kΣn=1+bN0-k[xN(n)x^N(n+k)-x^N(n)xN(n+k)+yN(n)y^N(n+k)-y^N(n)yN(n+k)]---(3)]]>

其中h_1，N(0)＝1，h_2，N(0)＝0，k＝0，1…N₀-b-1；

第四步：對自相關信號h_1，N(k)、h_2，N(k)和互相關信號r_1，N(k)、r_2，N(k)進行互相關，得到互相關函數，利用互相關函數相位的加權平均獲得相位差估計值Δθ為：

Δθ=θ2-θ1=Σk=0N0-b-1w(k)r2,N(k)h1,N(k)-r1,N(k)h2,N(k)r1,N(k)h1,N(k)+r2,N(k)h2,N(k)---(4)]]>

式中w(k)表示權重值，θ₁表示正弦信號x_N(n)的初相位，θ₂表示正弦信號y_N(n)的初相位；

第五步：利用式(5)和(6)計算得到兩路正弦信號x_N+1和y_N+1的正交分量和為

x^N+1(N0)=xN+1(N0-b)-xN+1(N0)cos(bω)sin(bω)y^N+1(N0)=yN+1(N0-b)-yN+1(N0)cos(bω)sin(bω)---(5)]]>

x^N+1(1:N0-1)=x^N(2:N0)y^N+1(1:N0-1)=y^N(2:N0)---(6)]]>

利用式(7)計算得到第N+1時刻兩路正弦信號及其正交分量的第k點互相關信號r_1，N+1(k)和r_2，N+1(k)為：

r1,N+1(k)=r1,N(k)-1N0-b-k[a11-a12]r2,N+1(k)=r2,N(k)-1N0-b-k[a21-a22]---(7)]]>

式中

a12=xN+1(N0-k)yN+1(N0)+x^N+1(N0-k)y^N+1(N0),]]>

a21=xN(1+b)y^N(1+b+k)-x^N(1+b)yN(1+b+k),]]>

a22=xN+1(N0-k)y^N+1(N0)-x^N+1(N0-k)yN+1(N0);]]>

計算得到第N+1時刻第k點自相關信號h_1，N+1(k)和h_2，N+1(k)為：

h1,N+1(k)=h1,N(k)-1N0-b-k[b11-b12]h2,N+1(k)=h2,N(k)-1N0-b-k[b21-b22]---(8)]]>

式中

b11=xN(1+b)xN(1+b+k)+x^N(1+b)x^N(1+b+k)+yN(1+b)yN(1+b+k)+y^N(1+b)y^N(1+b+k),]]>

b12=xN+1(N0-k)xN+1(N0)+x^N+1(N0-k)x^N+1(N0)+yN+1(N0-k)yN+1(N0)+y^N+1(N0-k)y^N+1(N0),]]>

b21=xN(1+b)x^N(1+b+k)-x^N(1+b)xN(1+b+k)+yN(1+b)y^N(1+b+k)-y^N(1+b)yN(1+b+k),]]>

b22=xN+1(N0-k)x^N+1(N0)-x^N+1(N0-k)xN+1(N0)+yN+1(N0-k)y^N(N0)-y^N+1(N0-k)yN+1(N0);]]>

取N＝N+1，并重復步驟第四步到第五步，直到計算到最后一點采樣信號。