[發明專利]含噪多頻衰減信號參數估計新算法

在審

• 申請號: 202110073509.9
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112964929A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 陳鵬;常偉;邰中奎
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心設備設計與測試技術研究所
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R23/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種含噪多頻衰減信號參數估計新算法，其特征在于：適用對象為淹沒在高斯白噪聲中的多頻衰減信號的參數估計。

該算法包括以下步驟：

第一步：利用式X(k)＝FFT(x(n))k＝0，1，…，N-1對含有M個頻率分量的采樣信號x(n)進行快速傅里葉變換，并搜索頻譜X(k)中M個極大值的索引k_m，且根據各頻率分量頻譜能量最大值遞減的順序依次排列，即k₁和k_M分別表示信號頻譜M個極大值中最大值和最小值的索引。

式中：n表示采樣時刻點，n＝0，1，…，N-1，N表示信號長度，FFT(t)表示對序列t進行快速傅里葉變換。

第二步：設定迭代次數為q：1≤q≤Q；第i分量的頻譜偏移量初值：衰減因子初值利用求第i分量的復幅值，從而利用得到第i分量的初幅值和初相位估計值。

式中：下標i表示第i頻率分量，1≤i≤M，表示參數t的估計值，|t|和∠t分別表示取復數t的模和角度。

第三步：①利用構造其他非待估計頻率分量的參考信號r_m(n)，m根據非待估計分量頻譜最大值遞減的順序依次排列。

②利用y_m(n)＝x(n)r_m(n)將參考信號r_m(n)與多頻信號x(n)相乘，得到搬移信號y_m(n)。

③利用濾除搬移信號中的直流分量，并將信號搬移回原頻率處，得到抑制了第m分量的降頻信號x_M-m(n)。

式中：x_M-m(n)表示含有(M-m)個頻率分量的降頻信號，mean(t)表示取序列t的均值，為r_m(n)的共軛信號。

④將降頻信號x_M-1(n)代入②和③中，濾除非待估計頻率分量中的第m分量(m＝2)，得到降頻信號x_M-2(n)。按照m的取值順序，重復②和③，依次濾除信號中非待估計頻率分量，最終得到只含有第i分量的降頻信號x₁(n)。

第四步：利用在降頻信號x₁(n)索引兩邊插值，間隔為0.5。利用求取第i分量的頻譜偏移量和衰減因子估計值。

式中：和分別表示在第i分量k_i+0.5和k_i-0.5處的插值點頻譜值，Re[t]和Im[t]表示取復數t的實部和虛部。

第五步：按照i的取值順序，循環計算第二步至第四步，得到每個頻率分量的參數粗估計值。

第六步：迭代計算第二步至第五步，得到每個頻率分量的衰減因子、初幅值和初相位估計值，并利用式得到各頻率分量的頻率估計值。