[發明專利]一種線性調頻信號頻率特征參數的時域測量方法

有效

• 申請號: 201810264215.2
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108519511B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 張朋;李力;黃建國
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R23/10
• 分類號: G01R23/10
• 代理公司: 51220 成都行之專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 溫利平

1.一種線性調頻信號頻率特征參數的時域測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、信號整形及變換

將被測線性調頻信號輸入到高速比較器，高速比較器將被測線性調頻信號由模擬正弦波信號變換為數字方波信號f_x，但被測線性調頻信號的頻率在變換前后保持不變，且電平幅度滿足FPGA輸入電平要求；

(2)、計數時間插值

使用多個鎖相環對外部晶體振蕩器輸入至FPGA的基本時鐘信號f_c進行時間插值處理，生成k路頻率為mf_c的時鐘信號，m為倍頻數；

(3)、計數與存儲

使用兩組計數器進行計數，其中，第一組計數器標記為信號計數器，用于對f_x進行計數；另一組計數器標記為時基計數器，由k個計數器和一個k輸入并行加法器組成，k個計數器分別對多個鎖相環產生的k路時鐘信號進行計數，加法器對k個計數器的計數值進行求和運算；

在每個f_x的上升沿到來時，將信號計數器的計數值x以及時基計數器中加法器的輸出值y存放到FIFO存儲器中；

(4)、區間頻率測量

設定基本時間片BTS的時間長度為T，將FIFO存儲器中的數據按BTS時間長度讀出，再使用最小二乘法對信號計數器的計數值x和時基計數器中加法器的輸出值y進行擬合，得到直線方程y＝sx+e，其中s為直線的斜率，e表示計數誤差；f_x在BTS區間T內的平均頻率等于斜率s乘以時間插值時鐘頻率mkf_c；

(5)、單調性判別

按照步驟(3)、(4)的方法對f_x進行連續測量，得到一系列BTS區間的平均頻率值，然后對這些平均頻率值進行單調性判別，記錄具有相同單調性的平均頻率值的數量N；

(6)、計算掃頻速率

將當前具有一致單調性的N個平均頻率值進行最小二乘擬合，得到直線方程f＝aT+b，該方程為被測線性調頻信號的瞬時頻率表達式，其中a是該直線的斜率，T是BTS的時間長度，b是被測線性調頻信號的起始頻率；那么被測線性調頻信號的掃頻速率為a除以T得到的商；

(7)、計算其它掃頻參數

在具有一致單調性的N個平均頻率值中，查找最大的平均頻率值以及最小的平均頻率值；

然后用最大的平均頻率值與最小的平均頻率值作差，得到被測線性調頻信號的掃頻帶寬；用N乘以BTS區間的時間長度T得到掃頻周期。

2.根據權利要求1所述的一種線性調頻信號頻率特征參數的時域測量方法，其特征在于，所述的多個鎖相環采用兩級結構方式，在第一級中采用一個鎖相環，用于接收外部晶體振蕩器輸入至FPGA的基本時鐘信號f_c，并進行一次倍頻，輸出p路具有均勻相位差的倍頻時鐘信號；在第二級中采用p個鎖相環，將第一級中每一路輸出的倍頻時鐘信號分別使用一個鎖相環進行頻率二次倍頻，使每一個鎖相環再次輸出q路具有均勻相位差的倍頻時鐘信號，從而共計生成k路頻率為mf_c的時鐘信號，其中，k等于p乘以q。

3.根據權利要求1所述的一種線性調頻信號頻率特征參數的時域測量方法，其特征在于，所述步驟(4)中，直線斜率s的計算公式為：

其中，符號表示對“*”求平均值，n表示一個BTS區間內計數值的組數，CNTx_i為信號計數器的第i組計數值x_i，CNTy_i為時基計數器中加法器的第i組輸出值y_i。