[發(fā)明專利]補零信號的頻率估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011241518.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112444788A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 張貽雄;李鑫;謝陽銘
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 羅恒蘭

本發(fā)明涉及一種補零信號的頻率估計方法，其對正弦波信號進行補零操作后，通過重新建立信號模型，并根據(jù)該重新建立的信號模型確定幅度最大值和頻率偏移量，進而計算出補零后的信號的估計頻率。該估計頻率與正弦波信號的真實頻率的誤差很小，有效提高了頻率估計的精確度。

技術領域

本發(fā)明涉及信號處理領域，具體涉及一種補零信號的頻率估計方法。

背景技術

在通信、雷達信號處理領域中，對淹沒在噪聲的正弦波頻率估計是一個經(jīng)典問題。這是因為，雷達回波經(jīng)過相關信號處理后，實則是單頻信號的測頻問題。測頻算法的優(yōu)劣很大程度上直接決定了雷達參數(shù)估計的最終性能。

由于實際應用中需要實時性能和低計算復雜度，因此在必要時，需要對原有信號進行補零以達到高分辨效果。同樣，還有許多雷達實際應用運行于硬件板卡上，通常對DFT算法的輸入信號長度進行了限制，而實際雷達信號長度通常無法滿足要求，因此也需要對原始時域信號做補零操作。顯然，這樣的做法會使得原有的頻域譜線間隔發(fā)生變化，當原始信號經(jīng)過補零后，采用原有方法進行頻率估計時就會出現(xiàn)偏差，導致頻率估計不準確。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種補零信號的頻率估計方法，其能有效提高補零信號的估計精度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種補零信號的頻率估計方法，其包括以下步驟：

步驟1、對正弦波信號g(n)進行補零得到補零之后的信號s(n)，

對補零信號s(n)進行M點FFT，得到信號S(k)，其信號模型如下：

其中，T_s為采樣時間間隔，f是要估計的真實頻率，N為原信號的信號長度，n_z為補零的個數(shù)，M＝N+n_z；

步驟2、計算信號S(k)的幅度最大值|S(k₀)|，以及|S(k₀-1)|、|S(k₀+1)|，k₀為幅度最大值點；

步驟3、對|S(k₀-1)|，|S(k₀+1)|的大小值進行判定，若|S(k₀-1)|＞|S(k₀+1)|,則通過迭代法迭代得到左頻偏量x；若|S(k₀-1)|＜|S(k₀+1)|，則通過迭代法迭代得到右頻偏量x；

步驟4、利用頻偏量x，分別計算出與頻點分別對應的幅度值S_-0.5與S_0.5；

其中，g(n)是正弦信號，M是補零后信號長度，M＝N+n_z；Δf是采樣頻率間隔，Δf＝1/(N+n_z)T_s；

步驟5、對S_-0.5、S_0.5的大小值進行判定，若S_-0.5＞S_0.5,則進一步通過迭代法迭代得到左頻偏量Δx₁；若S_-0.5＜S_0.5，則進一步通過迭代法迭代右頻偏量Δx₁；對估計值x進行更新，