[發(fā)明專利]一種校正頻率搜索間隔量化誤差的高精度測頻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110458637.5
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113219243B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鏡;倪麗花;萬群;王宗全;朱玉軍;郭賢生;莊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R23/16
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發(fā)明屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種校正頻率搜索間隔量化誤差的高精度測頻方法。本發(fā)明首先利用信號采樣的頻譜序列和信號采樣的尾首差確定幅度譜及其譜峰位置，然后由頻譜序列在幅度譜譜峰位置的值和信號采樣的尾首差確定頻率搜索間隔的量化誤差校正值，進而由幅度譜譜峰位置和頻率搜索間隔的量化誤差校正值確定頻率測量。本發(fā)明的有益效果是：使用本發(fā)明提出的一種校正頻率搜索間隔量化誤差的高精度測頻方法，不僅利用了幅度譜譜峰位置，還利用了頻率搜索間隔的量化誤差校正值，實現(xiàn)高精度測頻。本發(fā)明提出的方法的計算量與快速傅里葉變換法的計算量是同一數(shù)量級的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種校正頻率搜索間隔量化誤差的高精度測頻方法。

背景技術(shù)

對信號頻率進行快速、準(zhǔn)確的測量在雷達、通信、聲納等領(lǐng)域具有重要意義。測量頻率的方法有很多，按照工作原理可以分為計數(shù)法、相位法、快速傅里葉變換法等。測量頻率的計數(shù)法、相位法適用于單頻信號，當(dāng)信號中包含多個頻率成分時，不再適用。快速傅里葉變換法先對信號進行傅里葉變換，再搜索幅度譜的峰值，最后利用幅度譜的峰值位置確定頻率測量，適用于多頻信號，但是受到幅度譜頻率搜索間隔的量化誤差的影響，頻率測量的誤差較大。

由于快速傅里葉變換的幅度譜頻率搜索間隔與信號采樣數(shù)或快速傅里葉變換的長度成反比，為了降低快速傅里葉變換法幅度譜頻率搜索間隔的量化誤差對頻率測量精度的影響，常常采用填零的方法增加信號采樣數(shù)或快速傅里葉變換的長度。但是，快速傅里葉變換的計算量與信號采樣數(shù)或快速傅里葉變換長度成正比，這種提高測頻精度的方法也會使頻率測量的計算量成倍的增加，難以同時滿足高精度、有實時性要求的應(yīng)用場合。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種同時利用信號采樣的快速傅里葉變換的幅度譜峰值位置和頻率搜索間隔量化誤差校正值確定信號頻率的方法，能實現(xiàn)高精度快速測頻的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種校正頻率搜索間隔量化誤差的高精度測頻方法，首先利用信號采樣的頻譜序列和信號采樣的尾首差確定幅度譜及其譜峰位置，然后由頻譜序列在幅度譜譜峰位置的值和信號采樣的尾首差確定頻率搜索間隔的量化誤差校正值，進而由幅度譜譜峰位置和頻率搜索間隔的量化誤差校正值確定頻率測量。記信號采樣數(shù)為N，信號采樣為x(n)，n＝0,1,2,…,N-1，包括以下步驟：

S1、由前N-1個信號采樣x(n)，n＝0,1,2,…,N-2，采用快速傅里葉變換，確定頻譜序列y(k)，為：

其中，k＝0,1,2,…,N-2；

S2、由信號采樣的首尾樣本，確定信號采樣的尾首差v，為：

v＝x(N-1)-x(0)

S3、由信號采樣的尾首差v和頻譜序列y(k)，確定幅度譜z(k)，為：

z(k)＝|y(k)+v|+|y(k)|

其中，k＝0,1,2,…,N-2；

S4、令k＝0,1,2,…,N-2，搜索幅度譜的最大值對應(yīng)的序列號，即幅度譜譜峰位置m，為：

S5、由頻譜序列的第m個值y(m)，即頻譜序列在幅度譜譜峰位置的值，與信號采樣的尾首差v，確定頻率搜索間隔的量化誤差校正值u，為：

其中，angle表示復(fù)數(shù)的相位角。

S6、由幅度譜譜峰位置m和頻率搜索間隔的量化誤差校正值u，確定頻率測量f，為：